Установка для получения пероксида водорода и использующий ее способ

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Осуществляют гидрогенизацию антрахинона в рабочем растворе, окисление гидрогенизированного антрахинона кислородом с образованием пероксида водорода и его экстрагирование из рабочего раствора. Установка включает в себя модули, смонтированные на опорных узлах. Модули включают гидрогенизатор (гидрогенизационный опорный узел); устройство для окисления гидрогенизированного антрахинона кислородом с образованием пероксида водорода (окислительный опорный узел); необязательно устройство для сжатия воздуха, а в случае наличия устройства для сжатия воздуха, устройство для извлечения растворителя; средство для экстрагирования пероксида водорода из рабочего раствора (экстракционный опорный узел); средство для поставки раствора пероксида водорода к месту использования и/или, необязательно, к резервуару-хранилищу, необязательно, с дополнительным средством для регулирования концентрации пероксида водорода. Гидрогенизационный, окислительный и экстракционный опорные узлы вместе с любым необязательным опорным узлом сконструированы в виде модульной реакторной системы, выполненной с возможностью работы как мало-среднемасштабная установка АО-способа с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 20 килотонн в год. Изобретение позволяет осуществить эффективное промышленное производство пероксида водорода в мало-среднеразмерных производственных условиях, с легкой компоновкой и/или заменой отдельных частей оборудования, простой эксплуатацией и техническим обслуживанием. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Эта заявка испрашивает приоритет по ЕР заявке №12159153.1, поданной 13 марта 2012 г., причем полное содержание этой заявки включено в настоящее описание посредством ссылки для всех целей.

Настоящее изобретение относится к новому конструктивному исполнению установки для получения пероксида водорода, в особенности для получения водных растворов пероксида водорода, а также, в частности, для непосредственного использования в промышленном применении. Новое конструктивное исполнение установки пригодно для изготовления пероксида водорода способом автоокисления антрахинона (АО-способ).

Как таковое получение пероксида водорода хорошо известно. Пероксид водорода можно получать различными способами, например, прямой гидрогенизацией кислорода (прямой синтез) или часто так называемым способом автоокисления антрахинона (АО-способ). Настоящее изобретение, в частности, относится к новому конструктивному исполнению установки для более распространенного промышленного АО-способа.

Пероксид водорода является одним из наиболее важных производимых неорганических химикатов во всем мире. Мировое производство пероксида водорода выросло до 3,2 миллионов метрических тонн (100% Н₂О₂) в 2009 г. Его промышленное применение включает в себя текстиль, отбеливание целлюлозы и бумаги, переработка макулатуры, органический синтез (пропиленоксид), производство неорганических химикатов и моющих средств, относящиеся к окружающей среде и другие применения. В контексте настоящего изобретения представляет особый интерес промышленное применение отбеливания целлюлозы и бумаги, горное дело или применения, относящиеся к окружающей среде.

Производство пероксида водорода осуществляется несколькими химическими компаниями, которые производят его на крупномасштабных установках, как концентрат в воде вплоть до 50-70 процентов (% по весу). Вследствие высокоокислительных характеристик такой концентрации пероксид водорода обычно корректируют до 50-ти процентной концентрации для безопасного обращения и транспортировки, а 70-ти процентные концентраты обычно используются только для транспортировки на большое расстояние из-за причин стоимости. По соображениям безопасности пероксидводородный продукт обычно разбавляют до, по меньшей мере, 50% перед применением, но для большинства применений он будет использоваться в концентрации ниже 15%. Для того чтобы свести к минимуму операции, обычно имеет место разбавление до эффективной концентрации внутри самого применения путем добавления соответствующего количества раствора более высокой концентрации, обычно не более чем 50% пероксида водорода. В конечном счете, пероксид водорода используется в разных концентрациях в зависимости от применения, например, в разнообразных применениях пероксид водорода используют в концентрации приблизительно 1-15 процентов. Несколькими отдельными примерами таких концентраций пероксида водорода (% по весу) являются в зависимости от типа промышленного применения: отбеливание целлюлозы - 2-10%; окисление сточных вод - 1-5%; очистка поверхности потребительских товаров - 1-8%. В других применениях, таких как дезинфекция, концентрация пероксида водорода может быть выше, например, в асептической упаковке обычные концентрации могут быть 35% или 25%.

Таким образом, пероксид водорода обычно производят с использованием циклического антрахинонового способа (АО-способа), включающего гидрогенизацию антрахинонового рабочего раствора в каталитическом реакторе и окисление гидрогенизированного антрахинонового рабочего раствора воздухом в многоступенчатом уплотненном слое или башне с ситчатыми тарелками при получении пероксида водорода в органическом потоке одновременно с последующей экстракцией пероксида водорода из антрахинонового рабочего раствора водой в многоступенчатом процессе колонны противоточной экстракции. Органический предпочтительный растворитель является обычно смесью двух типов растворителей, причем один является хорошим растворителем хинонового производного (обычно смесь ароматических соединений) и другой является хорошим растворителем производного гидрохинона (обычно длинноцепочный спирт или циклический сложный эфир). Наряду с упомянутыми основными этапами АО-способа, туда могут включаться другие вспомогательные этапы способа, такие как отделение катализатора гидрогенизации от рабочего раствора; и извлечение (восстановление) и тонкая очистка антрахинонового рабочего раствора, сопутствующих растворителей, а также их рециркуляция к гидрогенизатору; и извлечение, тонкая очистка и стабилизация пероксидводородного продукта.

Этот АО-способ использует алкилантрахиноновые соединения, такие как 2-этилантрахинон, 2-амилантрахинон, а также их 5,6,7,8-тетрагидропроизводные, как рабочие соединения, растворенные в пригодном органическом растворителе или смеси органических растворителей. Эти растворы алкилантрахинонов называются как рабочими растворами. На первом этапе антрахинонового способа (этап гидрогенизации) рабочий раствор подвергают воздействию гидрогенизации, для того чтобы восстановить рабочие соединения до их гидрогенизированной формы, алкилгидроантрахинонов. Гидрогенизация рабочих соединений сопровождается смешиванием газа водород с рабочим раствором и контактированием получающегося раствора с соответствующим катализатором гидрогенизации. На втором этапе циклического АО-способа (этап окисления) гидрогенизированные рабочие соединения, т.е. алкилгидроантрахиноны, окисляют с использованием кислорода, воздуха или пригодного кислородсодержащего соединения, для того чтобы получить пероксид водорода и восстановить рабочее соединение в его первоначальной форме. Пероксид водорода, полученный на этапе окисления, затем удаляют из рабочего раствора обычно экстракцией водой, и остающийся рабочий раствор, содержащий алкилантрахиноны, рециркулируют на этап гидрогенизации, чтобы опять начать процесс. Этап гидрогенизации может проводиться в присутствии псевдоожиженного слоя катализатора или неподвижного слоя катализатора. Известно, что тот и другой метод имеют свои особенные преимущества и недостатки.

В реакторе гидрогенизации с псевдоожиженным слоем получается хороший контакт в нем между тремя фазами и таким образом производительность и селективность, как правило, высокие. Однако частицы катализатора могут разрушаться путем абразивного износа и могут блокировать фильтры, необходимые для разделения суспендированного катализатора и гидрогенизированного рабочего раствора. Этот вид реактора подвергается также воздействию обратного смешивания. Итак, использование суспендированного катализатора часто требует применения большего реактора гидрогенизации дорогостоящего участка фильтрации, чтобы получить полностью гидрогенизированную форму.

В гидрогенизационном реакторе с неподвижным слоем катализатор не истирается столько же, как в реакторе с псевдоожиженным слоем и, при работе в параллельном потоке не дает в результате обратного смешивания. Но скорость реакции реактора гидрогенизации с неподвижным слоем ограничивается относительно медленной скоростью растворения водорода из газовой фазы в рабочем растворе, и также соразмерно более низкой Pd поверхностью на единицу веса неподвижного слоя в сравнении с псевдоожиженным слоем катализатора. Следовательно, чтобы растворить требующееся количество водорода, необходимого для восстановления полностью всех рабочих соединений, рабочий раствор обычно необходимо рециркулировать несколько раз. Таким образом, требуются очень большой рецикловый поток и соответственно большой реактор гидрогенизации, и, таким образом, добавление к капитальным затратам процесса. К тому же, рециклинг гидрогенизированного раствора дает в результате перегидрогенизацию рабочих соединений, так что они являются бесполезными в общем процессе.

Реакторам с неподвижным слоем специального типа являются так называемые реакторы с орошаемым слоем, которые обычно известны в литературе (см., например, NG K. М. and CHU С. F. Chemical Engineering Progress, 1987, 83 (11), p. 55-63). Хотя реакторы с орошаемым слоем главным образом используются в нефтяной промышленности для гидрокрекинга, гидродесульфурации и гидроденитрогенации, а также в нефтехимической промышленности для гидрогенизации и окисления органических соединений, все-таки гидрогенизационные реакторы с орошаемым слоем также находятся в нескольких версиях АО-способа для производства пероксида водорода. Термин «орошаемый слой» здесь используют, чтобы обозначить реактор, в котором жидкая фаза и газообразная фаза текут параллельно вниз через неподвижный слой частиц катализатора, пока реакция имеет место. Современная практика по эксплуатации реактора с орошаемым слоем еще полагается главным образом на эмпирические взаимозависимости между параметрами, такими как падение давления, коэффициенты перемешивания, коэффициенты тепло- и массо-передачи, и расходы и газа и жидкости. Из литературы также известно, что реакторы с орошаемым слоем работают при различных поточных схемах, таких как "капание", "пульсация", "распыление", "пузырение", "диспергированное пузырение". Одной из главных проблем в использовании орошаемого слоя, особенно в режиме капельного потока, является возможность образования каналов в реакторе гидрогенизации с неподвижным слоем.

Прежде описанные АО-способы, основанные на концепции Риделя-Пфляйдерера (Riedel-Pfleiderer), конструктивно исполняют для промышленного крупномасштабного, и даже вплоть до мегамасштабного производства пероксида водорода. Таким образом, обычные процессы получения пероксида водорода обычно проводят на крупно-мегамасштабных пероксидводородных производственных установках с производственными мощностями примерно 40000-330000 (метрических) тонн пероксида водорода в год. Таким образом, в настоящее время существуют установки в промышленной эксплуатации с объемом выпуска, например, 40-50 кт/год (килотонн в год) на нижнем конце, с мощностью вплоть до 160 кт/год, а самые большие в мире мега-установки обеспечивают производственную мощность 230 кт/год (Антверпен) и 330 кт/год (Таиланд). В этих процессах обычно объем выпуска в случае неподвижного слоя ограничена 50 кт/год и обычно установки с производственными мощностями свыше 50 кт/год работают с реакторами с псевдоожиженным слоем.

Эти обычные АО-способы и соответствующие производственные установки сложны и требуют многих и больших процессов монтажа оборудования, много компетентного служебного персонала для технического обслуживания оборудования, и функционирования основных и вспомогательных технологических переходов, а также специальных мер безопасности для обращения с получающимся пероксидом водорода в его обычно высоких концентрациях 40 процентов, а также добавочной концентрации до 50-70 процентов. Следовательно, требуется большое внимание руководства и частое техническое обслуживание. Вдобавок к сложности таких крупно-мегамасштабных производственных процессов отмечено, что значительная часть получаемого пероксида водорода необходимо транспортировать, например, поездом или грузовиком, чтобы потребители использовали в их собственных промышленных применениях. Такие транспортировки поездом и грузовиком требуют специальных мер предосторожности, принимая во внимание связанную безопасность и проблемы защиты.

С другой стороны, многие промышленные применения пероксида водорода потребителями не требуют высококонцентрированных растворов пероксида водорода для их применений, а потому, как уже объяснялось выше, растворы пероксида водорода, которые концентрировали с целью экономичной транспортировки, обычно до концентрации пероксида водорода примерно 50%, обычно используются в более низких концентрациях, например, 1-15 процентов в местоположении потребителя для его конкретного местного применения, например, особенно для использования в целлюлозной и бумажной промышленности или текстильной промышленности, или для использования в горнодобывающей промышленности или для применений, относящихся к охране окружающей среды.

Более того, современные крупномасштабные пероксид водородные АО-способы согласно концепции Риделя-Пфляйдерера (Riedel-Pfleiderer) типично являются высокозатратными и высокоэнергоемкими процессами, а затраты, связанные с ними переходят на конечных пользователей низких объемов. Эти конечные пользователи извлекли бы выгоду от способов получения пероксида водорода более экономично без сопутствующих капитальных затрат и проблем управляемости, связанных с современными производственными схемами в окружении местной меньшей установки, близкой к местоположению конечного пользователя.

Патент США 5662878 (выданный 2 сентября 1997 г. и приписанный к Университету Чикаго) уже обсуждает необходимость для процесса, который делал бы возможным эффективное производство пероксида водорода в условиях маленькой установки в "базовом" промышленном месте. Кратко, патент США 5662878 описывает способ получения пероксида водорода, включающий в себя подачу антрахинон-содержащего раствора; подвергание раствора воздействию водорода для гидрогенизации антрахинона; смешивание воздуха с раствором, содержащим гидрогенизированный антрахинон, чтобы окислять раствор; контактирование окисленного раствора с гидрофильной мембраной с получением фильтрата; и извлечение пероксида водорода из фильтрата. Предложенный метод получения пероксида водорода заявляет, как признак, использование мембранных технологий для выделения пероксида водорода из технологической жидкости реакции. Центром идеи патента США 5662878 является использование мембранной технологии для получения пероксида водорода, который практически свободен от органических веществ, а также возможность сохранять дорогие органические растворители в реакционных растворах для повторного использования.

Согласно патенту США 5662878, АО-способы по Риделю-Пфляйдереру (Riedel-Pfleiderer), считают непригодными для маломасштабного производства и среднемасштабного производства. Так считают, потому что башня с насадкой, используемая для окисления, а также колонна для экстракции пероксида водорода являются очень большими, и легко не меняется размер вверх или вниз для модульного построения и гибкости по последовательности технологических операций. Также, типичные экстракторы являются многостадийными, очень большими по объему и считаются трудными для уменьшения масштаба и считается, что имеют тенденцию быть сильно нестабильными, и, таким образом, требующими высокую степень регулирования хода технологического процесса.

Хотя следует допускать, что АО-способ можно осуществлять в промышленном малом-среднем масштабе, чтобы просто удовлетворять местному требованию, в современном состоянии техники считается, что такие процессы требуют использования многих единиц оборудования, много управленческого внимания, а также частого технического обслуживания, и, что их трудно сократить и трудно сделать такие процессы прибыльными. Следовательно, промышленное производство пероксида водорода все еще опирается на оборудование крупномасштабного производства и соответственные оптимизации производственного процесса. Таким образом, до сих пор никакой маломасштабный промышленный эксплуатационный объект (500-5000 метрических тонн в год) или среднемасштабный промышленный эксплуатационный объект (5000-20000 метрических тонн в год) не функционирует. Оказывается, что промышленность или игнорировала промышленный потенциал мало-среднемасштабного оборудования производства пероксида водорода или предполагала технические и/или экономические препятствия для применения таких мало-среднемасштабных методов для получения пероксида водорода промышленно, по сравнению с хорошо обоснованным крупномасштабным промышленным производством и доступными логистическими схемами для поставки на рынок пероксида водорода, все несмотря на необходимое опасное концентрирование путем дистилляции и конечную концентрацию пероксида водорода с целью поставки на рынок, и окончательно требуемое разбавление для использования в месте расположения потребителя.

Следовательно, даже сегодня существует очень высокая потребность в области техники получать пероксид водорода без сопутствующих капитальных затрат и решения проблем, связанных с современными крупномасштабными и мегамасштабными технологическими схемами.

Настоящее изобретение имеет, поэтому, в качестве цели разработку новых способов и связанных новых конструктивных исполнений установки, которая позволяла бы эффективное промышленное производство пероксида водорода в мало-среднеразмерных производственных условиях, особенно на промышленной площадке потребителя, в местоположениях конечных низкообъемных потребителей или других "базовых" промышленных площадках. В идеале, как дополнительная цель изобретения, такое мало-среднемасштабное производство пероксида водорода в мало-среднеразмерных производственных условиях должно быть пригодно для того, чтобы осуществляться в модульной, по возможности, мало-среднеразмерной установке АО-способа, который предусматривает легкую компоновку и/или замену отдельных частей оборудования, простое эксплуатацию и техническое обслуживание, простые действия и управление. Также, мало-среднемасштабное промышленное производство пероксида водорода должно предусматривать управление дистанционно, например, из места отдаленного местоположения крупномасштабного производства пероксида водорода, или любого места, где оптимально тренированный служебный персонал и опытный, что касается производства пероксида водорода с помощью АО-способа, может быть централизован и управление производством пероксида водорода можно оптимизировать и поддерживать более практическим и экономическим способом. Таким образом, принимая во внимание вышеперечисленные цели, такая промышленная пероксидводородная установка малого-среднего размера для АО-способа, в частности дистанционно управляемая установка для АО-способа, должна быть модульной, насколько это возможно, ("модульная установка для мини-АО-способа", и также обеспечивать возможность быстрого запуска, остановки и капремонта, в то же время, обеспечивая варьируемость темпов производства, и установка должна быть простой и надежной, насколько это возможно, предусматривать для конечного пользователя удобную в обращении пероксидводородную производственную установку, которой можно легко управлять дистанционно, например, из другого удаленного местоположения крупномасштабного производства пероксида водорода, и установкой, которая стабильно работает в непрерывном режиме и может легко поддерживаться и технически обслуживаться с минимальной необходимостью для местного (например, в местоположении потребителя) технического и/или физического вмешательства, и/или минимума сбоя и времени простоя в случае эксплуатации и текущего ремонта.

В частности, целью настоящего изобретения является создание такой промышленной, технически, функционально и экономически целесообразного конструктивного исполнения установки малого и среднего размера для АО-способа, которая предпочтительно предусматривает дистанционно управляемый малый и средний АО-способ для пероксида водорода, и автоматизирована до такой степени, что она может легко и безопасно эксплуатироваться в непрерывном режиме, близкой к местоположению или в местоположении конечного пользователя или местоположении промышленного применения потребителем пероксида водорода, и, которая может легко поддерживаться и технически обслуживаться с минимальной необходимостью для местного (например, в местоположении потребителя) технического и/или физического вмешательства, и также предусматривает легкую компоновку и/или замену отдельных частей оборудования, простые эксплуатацию и техническое обслуживание.

Следовательно, настоящее изобретение предлагает улучшенную установку, пригодную к производству пероксида водорода промышленно на месте эксплуатации, главным образом, для прямого использования в качестве водного пероксида водорода во многих пользовательских промышленных применениях пероксида водорода, что не требует высококонцентрированных растворов пероксида водорода для применений. Обычно, установку по настоящему изобретению конструктивно исполняют, чтобы получать пероксид водорода для прямого использования водных растворов пероксида водорода в более низких концентрациях, например 1-15% (по весу) в местоположении потребителя для его специфического местного применения, например, в частности, для использования в целлюлозной и бумажной промышленности или текстильной промышленности, или для использования в горнодобывающей промышленности или для применений, относящихся к окружающей среде. Установка согласно настоящему изобретению является модульной конструктивным исполнением для осуществления мини-АО-способа для производства пероксида водорода, и в частности, растворов пероксида водорода с концентрацией в интервале 1-15 процентов (по весу). Установка может быть легко установлена в местоположении потребителя из-за транспортабельных габаритов большинства блоков установки, например, модулей установки мини-АО-способа, которые монтируют в один или более блоков. Модули могут изготавливаться в месте, отличном, от местоположения потребителя, или в необязательных случаях они могут изготавливаться также в местоположении потребителя. Таким образом, концепцией настоящего изобретения является иметь сборку, сделанную из различных частей (блоков или модулей), которые каждый может быть изготовлен в разных местах, затем транспортирован к местоположению потребителя, собранных вместе, чтобы изготовить пероксидводородную установку на месте эксплуатации. Такую концепцию также применяют к установкам мини-АО-способа, т.е. чтобы иметь мини-установку, сделанную из нескольких элементов, которые легко разбираются, притом каждый из элементов может быть произведен в разном удаленном месте, затем транспортирован к местонахождению мини-установки, где они собираются вместе очень простым способом.

В частности, изобретение относится к промышленной модульной пероксидводородной производственной установке, где пероксид водорода можно производить мини-АО-способом. Термин "модульный" будет объяснен более подробно ниже, и, например, но без ограничения, означает, что установка включает в себя один или более модулей, которые могут быть изготовлены в различных местах или одном и том же месте, а собраны, например, на любой промышленной площадке, потребляющей пероксид водорода или в установку потребителя. Модульная установка включает в себя узловые модули для гидрогенизатора (гидрогенизационный узел 1), устройство для окисления (узел 2 устройства для окисления), необязательно, компрессорное оборудование технического воздуха (узел 3 компрессора технического воздуха) и, необязательно, оборудование для извлечения растворителя (узел 4 блока для рекуперации растворителя), а также средство для экстрагирования пероксида водорода (экстракционный узел 5). Однако обычно экстракционный узел 5 не будет сам заключать в себе экстракционную колонну, потому что обычно он был бы слишком большим, чтобы умещаться в упомянутом экстракционном блоке. Таким образом, обычно экстракционный узел включает в себя только вспомогательное оборудование для экстракционной колонны, которая изготавливалась бы и транспортировалась отдельно. Узлы 3 или 4 не были бы необходимы, если бы использовали кислород ("чистый" кислород), например, особенно где доступная бестарная подача, например, технического кислорода.

Перечень включаемых в оборудование основных единиц, заключенных в каждом из упомянутых узлов приводится ниже. Единицы оборудования, относящиеся к каждому узлу, обычно включают в себя следующее.

В гидрогенизационном узле: гидрогенизатор; рециркуляционный водородный компрессор; катализаторный фильтр; резервуар подачи окислителя; насос подачи окислителя; защита слоя катализатора.

В узле окисления: кулер подаваемого окислителя; устройство для окисления; дегазатор; подающий насос экстракции, конденсатор отходящего газа, влагоуловитель отходящего газа.

В узле компрессора технологического воздуха: компрессор технологического воздуха в сборе; фильтр всасываемого воздуха; добавочный охладитель конденсатора.

Узел рекуперации растворителя: установка для адсорбции активированным углем; регенерационный конденсатор; декантатор растворитель/вода; возвратный насос растворителя; возвратный насос воды.

В экстракционном узле: экстракционная колонна, коагулятор, подающий насос гидрогенизатора.

Ключом настоящего изобретения является его модульность, до насколько возможной степени. Это значит, что промышленной модульной пероксидводородной производственной установкой согласно изобретению является установка для производства пероксида водорода, в частности водных растворов пероксида водорода с помощью мини-АО способа, которая конструктивно исполнена и имеет размеры относительно ее прежде указанных компонентов такие, что эти компоненты, особенно гидрогенизатор, устройство для окисления, необязательный компрессор технологического воздуха и необязательный блок рекуперации растворителя, а также средства для экстракции пероксида водорода, являются отдельными элементами (модулями) всей такой установки, которая предусматривает предварительно изготовление, например, в другом месте, чем место, где установка, в конечном счете, эксплуатируется, являются транспортабельными и предусматривают легкую сборку и/или замену отдельных частей оборудования, простую эксплуатацию и техническое обслуживание. Таким образом, термин "модульность" и эквивалентные термины как, например, но без ограничения, "модуль", "модульный", "компоновка из модулей" означают возможность и степень, до которой компоненты системы, например, устройство, оборудование, инструмент, строение, производственный объект или даже промышленная установка могут быть разъединены или скомпонованы. По существу, модульность, поэтому, относится к методу инженерии, который строит большие системы путем комбинирования меньших подсистем.

В контексте настоящего изобретения "модуль" или "модульный", относятся к концепции модульности и также относятся к "модульному конструктивному исполнению", причем инженерная дисциплина конструирования сложных устройств использует отдельно сконструированные субкомпоненты. "Модульное конструктивное исполнение" или "модульность в конструктивном исполнении " является подходом, который подразделяет систему на меньшие части (модули), которые могут быть независимо созданы и затем использованы в различных системах для приведения в действие многочисленных функциональностей.

Модульную систему можно характеризовать, например, следующим: а) функциональной разбивкой на отдельные, масштабируемые, повторно используемые модули, состоящие из изолированных самостоятельных функциональных элементов; b) строгим использованием четко определенных модульных поверхностей раздела, включающим в себя объектно-ориентированные описания модульной функциональности; с) легкостью замены для достижения прозрачности технологии и до возможной степени применения промышленных стандартов с целью применения ключевых интерфейсов. Кроме сокращения стоимости, например, из-за меньшей модификации по требованиям потребителя и меньшего времени обучения, и кроме гибкости в конструктивном исполнении, модульность предлагает другие преимущества, такие как, например, добавление нового раствора просто использованием затычки в новом модуле, а также изъятие.

Таким образом, модульная конструкция комбинирует преимущества стандартизации (высокий объем обычно равен низким производственным затратам) с такой модификацией по требованию заказчика-потребителя, и, в результате, все из этих узлов установки АО-способа являются легко взаимозаменяемыми, поскольку они используют детали, которые поддерживают такое же стандартное взаимодействие, как замененный узел, и поскольку они эффективно функционируют в комбинации с другими узлами.

Специалистам в области технике будет очень хорошо знакома концепция модульности, которая широко используется в различных технологических областях, и относится к техническим системам, и аналогично применяется к модульной установке по настоящему изобретению для производства пероксида водорода. Системы, например, устройство, инструмент или сборку внутренних инженерных сетей считают "модульными", например, когда они могут быть разобраны на ряд компонентов, которые можно смешивать и сочетать во множестве конфигураций. Компоненты в состоянии соединяться, взаимодействовать, или обменивать ресурсы (например, такие как материалы, реагенты, энергия, информацию), в некотором роде путем соблюдения стандартизованного интерфейса. В отличие от плотно интегрированных систем, посредством чего каждый компонент сконструирован для работы специально (и часто исключительно) с другими конкретными компонентами в сильносвязанной системе, модульными системами являются системы компонентов, которые являются более "слабосвязанными" в смысле, что они являются более гибкими относительно, например, но без ограничения, комбинирования, связывания, разъединенного (предварительного) изготовления, транспортировки, сборки и/или замены отдельных компонентов системы.

Использование "более слабосвязанных" структур делает возможным достигать больше гибкости по объему и гибкости по масштабу. Модули могут легко включаться между разными технологическими площадками или потребителями по сравнению с возможностями выстраивания АО-способа полностью на месте, как стандартной установки. В целом, компоновка из модулей делает возможным более быстро отзываться на различные потребности рынка, и более гибко, и более быструю реакцию на изменение общих условий или состояния рынка

Следовательно, в контексте настоящего изобретения значение термина "модульность" относится к новому промышленному конструктивному исполнению установки для производства пероксида водорода АО-способом, притом "модульность" относится к конструктивному исполнению и технике, чтобы построить установку АО-способа для производства пероксида водорода, как большие системы, путем комбинирования различных узлов, упомянутых в этом описании, как меньших подсистем всей установки АО-способа; или модульность относится равно к конструктивному исполнению и технике для построения каждого из различных узлов, упомянутых в этом описании, как больших подсистем путем комбинирования соответствующих единиц оборудования, упомянутых в этом описании, как даже меньших подсистем каждого узла.

Модульность также означает использование заменяемых частей или вариантов оборудования, используемых в АО-способе, например, заменяемые узлы или заменяемые единицы оборудования каждого узла.

Модульность, следовательно, относится к конструкции модулей или узлов для установки АО-способа, как описано выше, путем соединения вместе стандартизованных единиц оборудования, как упомянуто в настоящем описании, чтобы сформировать больше композиций каждого узла, как здесь описано. Модульность также охватывает принцип, что установка АО-способа согласно настоящему изобретению составлена из модулей или самостоятельных частей для осуществления каждого из различных этапов АО-способа. Таким образом, изобретение предлагает новую концепцию установки АО-способа, в частности, установки мини-АО-способа, притом установка АО-способа состоит из независимых, законченных, отдельных модулей технологических этапов, например, модульность в контексте изобретения относится к конструкции узла путем соединения вместе стандартизованных единиц оборудования для образования большего узла, например, но без ограничения, гидрогенизационного узла, окислительного узла и экстракционного узла, и/или для использования модуля, смонтированного на узле, как стандартизованной единицы, связанной с объемом выпуска пероксида водорода и с соответствующим количественным соотношением блоков.

Модульная установка АО-способа (а также и модульная установка мини-АО способа) обычно состоит из универсальных частей (или модулей), которые могут быть произведены на предприятии и затем доставлены на местоположение установки, где их собирают в полную сборку установки АО-способа. Следовательно, преимущественно модульная установка АО-способа и, в частности, любая ее универсальная часть или модуль, например, ее реакторные системы и другие части, должны быть (очень) компактными, означающими, что их величина и размеры приспособлены предусматривать легкое закрепление на блоке и/или обращение во время транспортировки, монтажа, соединения или разъединения и/или обмена или переустановки.

Таким образом, модульное конструктивное исполнение, в частности компактное модульное конструктивное исполнение, позволяет создание установок АО-способа с легко заменяемыми частями, например узлами, которые используют стандартизованные интерфейсы. Эта модульное конструктивное исполнение также позволяет легко делать модернизацию определенных аспектов установки АО-способа без реконструкции в целом другой установки АО-способа.

Модульная установка по настоящему изобретению обеспечивает пероксид водорода, полученный способом автоокисления (АО-способом), в частности, водный раствор пероксида водорода, для производственного процесса, который использует пероксид водорода в качестве реагента для осуществления химизма в этом процессе, установка, которая включает в себя, как минимум требуемые компоненты, смонтированные в узле модули, заключая в себе, по меньшей мере, один (и предпочтительно, по меньшей мере, два) смонтированный(е) модуль(и), выбранный(е) из группы, состоящей из гидрогенизационного узла, окислительного узла и экстракционного узла.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 показывает подробности варианта осуществления модульной установки согласно изобретению с полезной компоновкой узлов, например, компоновкой, заключающей в себе основные модули: гидрогенизационный узел, окислительный узел и экстракционный узел. В этом примере варианта осуществления изобретения показана схема расположения смонтированных в узел модулей, которая комбинирует устройство для окисления и гидрогенизатор на одном и том же узле. Пример также показывает коагулятор, связанный с экстракционной колонной ("CLEX"). Модульная установка мини-АО-способа этого примера конструктивно исполнена для объема выпуска пероксида водорода 7,5 кт/год.

Фигура 2 показывает вертикальный вид сбоку гидрогенизатора, который в этом примере конфигурирован как гидрогенизатор с неподвижным слоем для жидкофазной реакции.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В своем самом широком аспект настоящее изобретение предлагает промышленную, технически, эксплуатационно и экономически обоснованную установку для промышленного производства пероксида водорода, в частности, водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способа), установку, которая является сборкой смонтированных в опорном узле модулей различных реакторов, и, необязательно, сетей, обычно использующихся в способе автоокисления (АО-способе) для производства пероксида водорода, например, опорные узлы для гидрогенизатора (гидрогенизационный узел), устройства для окисления (окислительный узел) и средства для экстракции пероксида водорода (экстракционный узел). Эта сборка смонтированных в узле модулей особенно пригодна для модульной установки АО-способа малого и среднего размера, и сборка предусматривает легкий монтаж и/или замену отдельных частей оборудования (модулей, узлов), простую эксплуатацию и техническое обслуживание, простые действия и управление. Этот аспект изобретения будет называться далее как "модульная концепция" или "модульная конструктивное исполнение".

Подробно модульная установка согласно изобретению относится к установке для получения пероксида водорода, в частности, водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), причем способ включает в себя гидрогенизацию антрахинона в рабочем растворе, окисление гидрогенизированного антрахинона кислородом с образованием пероксида водорода и экстрагирование пероксида водорода из рабочего раствора, причем установка включает в себя, по меньшей мере, один блочно модуль, смонтированный на узле, выбранный их группы, состоящей из

- модуля, смонтированного на узле, включающего в себя, по меньшей мере, один гидрогенизатор (гидрогенизационный реактор) для гидрогенизации антрахинона в рабочем растворе, обозначенный как опорный узел 1 (гидрогенизационный узел);

- модуля, смонтированного на узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно устройство для окисления (окислительный реактор) для окисления гидрогенизированного антрахинона кислородом с образованием пероксида водорода, обозначенное как опорный узел 2 (блок устройства для окисления);

- необязательно модуль, смонтированный на узле, включающий в себя, по меньшей мере, одно средство для сжатия воздуха (компрессор технологического воздуха, обозначенное как узел 3 (узел компрессора технологического воздуха), для подачи кислорода, в частности, кислорода из воздуха в устройство для окисления в узле 2, и, в случае присутствия опорного узла 3, дополнительный модуль, смонтированный на узле, включающий в себя, по меньшей мере, одно средство для извлечения растворителя (блок рекуперации растворителя), обозначенное как опорный узел 4 (узел блока рекуперации растворителя), в частности, если кислород из воздуха используют для подачи кислорода в устройство для окисления в узле 2;

- модуль, смонтированный на узле, включающий в себя, по меньшей мере, одно средство для экстрагирования пероксида водорода из рабочего раствора (экстракционный блок), обозначенный как опорный узел 5 (экстракционный узел);

- модуль, скомпонованный на узле, обозначенный как опорный узел 6, включающий в себя, по меньшей мере, одно средство для поставки пероксида водорода к месту использования и/или, необязательно, к резервуару-хранилищу, необязательно, с дополнительными средствами для корректирования концентрации пероксида водорода.

Вкратце, модульная установка согласно изобретению может включать в себя пять основных смонтированных в узле модулей, гидрогенизатор, смонтированные на узле 1, устройство для окисления, смонтированное на узле 2, компрессор технологического воздуха, смонтированный на узле 3, устройство рекуперации растворителя, смонтированное на узле 4, и экстракционное оборудование (средства для экстрагирования пероксида водорода), смонтированное на узле 5, и модуль, смонтированный на узле (узел 6) со средствами для поставки раствора пероксида водорода к месту использования и/или, необязательно, резервуару-хранилищу. Эти модули могут быть смонтированы на отдельных узлах или, альтернативно, возможно комбинировать определенные модули на одном и том же узле. Таким образом, гидрогенизатор и устройство для окисления, например, могут быть смонтированы каждый на отдельных узлах, гидрогенизационный узел 1 и окислительный узел 2 или, альтернативно, гидрогенизатор и устройство для окисления могут быть смонтированы вместе на одном и том же узле, обозначенном как комбинированный гидрогенизационный/ окислительный узел 1-2. В особенности, этот выбор сочетания узел 1-2 может быть случаем, когда используются интенсифицированные гидрогенизационный и окислительный реакторы; вспомогательное оборудование, связанное с гидрогенизацией и/или окислением, тогда обычно можно устанавливать в том же самом узле 1-2. В случае экстракционного опорного узла 5, в зависимости от размера и мощности модульной установки АО-способа, необязательно, экстракционный узел 5 может иметь экстракционную колонну меньшего размера и/или просто соединяемую, по меньшей мере, с одной экстракционной колонной, главным образом, большего размера. Следовательно, обычно, экстракционная колонна будет слишком большой, чтобы приспосабливать ее внутри экстракционного узла 5, и в этом случае он будет содержать только вспомогательные средства для экстрагирования пероксида водорода, но будет соединяемым, по меньшей мере, с одной экстракционной колонной. Также, возможно комбинировать все или часть любых вспомогательных средств, обычно используемых в производстве пероксида водорода АО-способом, в одном и том же узле при желании и, если позволяют мощности и вообще обстоятельства, в местоположении установки.

К тому же некоторые модули могут не требоваться в зависимости от полного способа автоокисления (АО-способ) и конкретной сборки установки. Например, на окислительном этапе гидрогенизированные рабочие соединения, т.е. алкилгидроантрахиноны, могут быть окислены с использованием ("чистого") кислорода, воздуха, обогащенного кислородом воздуха или пригодного кислородсодержащего соединения, для того чтобы получать пероксид водорода и возвращать рабочее соединение к его первоначальной форме. Теперь узлы 3 и 4 были бы необходимы, если, например, использовали ("чистый") кислород на этапе окисления, например, в случае местоположения, где кислород доступен в бестарном снабжении, потому что при таком условии и расположении снабжения ("чистым") кислородом не потребуются никакой компрессор технологического воздуха и никакой узел рекуперации растворителя.

Термины "кислород" или ("чистый кислород") в настоящем контексте означают газ, главным образом, состоящий из кислорода технического или кислорода с чистотой бестарного снабжения кислородом, как обычно понятно специалистам в области техники, только с незначительными другими газообразными компонентами, и по составу совместимыми, например, с катализатором и рабочим раствором. Таким образом, обычно, такой "чистый" кислород будет иметь чистоту, по меньшей мере, 90% об., предпочтительно, по меньшей мере, 95% об., более предпочтительно, по меньшей мере, 97% об., и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 99% об. В случае, когда чистота кислорода составляет, по меньшей мере, 90% об., тогда нет необходимости в узле компрессора технологического воздуха и нет необходимости в узле рекуперации растворителя.

Перечень единиц основного оборудования, подлежащих выполнению, в каждый узел установки для получения водорода, главным образом, водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом) согласно настоящему изобретению дан по настоящему описанию, например, единицы оборудования, предназначенные каждому узлу, например: гидрогенизационный узел 1, окислительный узел 2, необязательный узел 3 компрессора технологического воздуха, необязательный узел 4 рекуперации растворителя, а также экстракционный узел 5. Значение терминов, использованных для типичного оборудования и вспомогательные и энергетические системы для производства пероксида водорода способом автоокисления, например, термины как "гидрогенизатор", "устройство для окисления", "экстрактор", "экстракция", "катализатор", "рабочий раствор", "водород", "кислород", "чистый кислород", "чистый кислород бестарного снабжения", "воздух", "технологический воздух", "обогащенный кислородом воздух", а также функционирование такого оборудования и сетей, хорошо известно специалистам в области техники, а также для соответствующих вспомогательных систем.

Как описано, узел 6 включает в себя, по меньшей мере, одно средство для поставки раствора пероксида водорода к месту использования и/или резервуару-хранилищу. Обычно, полученный водный раствор пероксида водорода может быть прямо доставлен из узла 6 к месту использования, но при данных обстоятельствах было бы полезным собирать весь или часть необработанного раствора пероксида водорода в резервуар-хранилище перед дальнейшей доставкой к самому месту использования. Это может быть, например, в случае, простоя или уменьшенного потребления пероксида водорода использующим применением. Или это может быть для компенсирования простоя или уменьшенного получения пероксида водорода, например, в случае ремонтных работ и техобслуживания, связанных с модульной пероксидводородной установкой АО-способа. Таким образом, необязательно, модульная установка согласно изобретению для получения (водных растворов) пероксида водорода способом автоокисления (АО-способом) может предусматривать резервуар-хранилище для хранения полученного необработанного раствора пероксида водорода. Однако этот резервуар-хранилище не устанавливали бы на узле, поскольку этот резервуар-хранилище будет слишком большим, чтобы уместиться на узле, и, таким образом, это обычно строили бы на месте. Резервуар-хранилище, несомненно, был бы также оборудован нагнетательными насосами продукта, и, необязательно, может также быть оборудован дополнительными средствами для корректировки концентрации пероксида водорода, как на узле 6. Специалисты в области техники хорошо знают о любом оборудовании, вспомогательных системах, материалах и подобном, что может понадобиться, чтобы установить, эксплуатировать и содержать в исправности такой резервуар-хранилище, а также о связанных эксплуатационных условиях.

Вместо обеспечения отдельного узла анализа для установки, но который может быть предусмотрен при желании, предусмотрено, что анализ, например, но без ограничения, раствора пероксида водорода или рабочего раствора обычно будет делаться только время от времени, как считается соответствующим специалистом, в маленькой секции передвижного помещения управления (например, мини-DCS (direct control system) - мини-система непосредственного управления) и аппаратура блокировки (например, PLC (programmable logic controller) - программируемый логический контроллер безопасности, диспетчерская MCC (motor control centre), операторская станция. Специалистам в области техники хорошо известно любое оборудование, вспомогательные системы, материалы и подобное, что может понадобиться, чтобы установить, эксплуатировать и содержать в исправности такие средства для анализа.

В этом аспекте изобретения модульная установка АО-способа включает в себя специальное оборудование для обеспечения безопасности, средства безопасности (систему блокировки), чтобы предусматривать автоматическое безопасное отключение в случае происшествий, которые требуют прерывания получения пероксида водорода, например, по причинам безопасности или других дефектов, относительно способа или сетей, оборудования, датчиков, компьютеров, коммуникационной сети и подобного. В таком случае модульная установка АО-способа управляется компьютером, будет заключать в себе PLC безопасности (независимый слой защиты) или аппаратные релейные системы для мониторинга и автоматического безопасного отключения установки в случае неисправностей (система блокировки). В таких случаях звуковой сигнал или сообщение сотового телефона можно послать дежурному местному оператору установки, который мог тогда войти в установку в удобное время (может быть на следующий день; так как установка может быть обеспечена промежуточным хранилищем продукта, клиент или потребитель не будут затронуты) для того чтобы перезапустить установку безопасно (например, в этом случае автоматического безопасного отключения никакой удаленный запуск не должен быть предусмотрен).

Обычно, также будут средства для отведения использованного рабочего раствора из процесса автоокисления и средства для подачи свежего рабочего раствора в процесс автоокисления. Необязательно есть специальный отдельный узел, требующийся для таких средств, который может быть интегрирован на том же или на другом узле, как указано выше, как узлы 1-6. Например, но без ограничения, время от времени (например, без ограничения, периодические, ежемесячно, ежеквартально, ежегодно) слив и пополнение рабочего раствора могут быть сделаны непосредственно в стандартные ISO-контейнеры и из них, без необходимости временного хранения. Несмотря на то, что нет необходимости для обеспечения отдельного узла или модуля для слива или пополнения установки, такое оборудование может быть при желании предусмотрено. Специалистам в области техники хорошо известно любое оборудование, вспомогательные системы, материалы и подобное, что может понадобиться, чтобы устанавливать, эксплуатировать и содержать в исправности такие средства для слива и/или пополнения установки АО-способа.

Несмотря на то, что нет необходимости для обеспечения отдельного узла для временного хранения свежего рабочего раствора и/или для использованного рабочего раствора, при данных обстоятельствах было бы полезно собирать часть использованного рабочего раствора, или весь, в резервуаре-хранилище и/или иметь свежий рабочий раствор, готовый для использования, в резервуар хранилище перед заливкой его в установку АО-способа.

Таким образом, необязательно, модульная установка согласно изобретению для получения (водных растворов) пероксида водорода способом автоокисления (АО-способом) может предусматривать такой резервуар-хранилище или, по меньшей мере, для одного, или того и другого, использованного рабочего раствора и свежего рабочего раствора. Однако такой резервуар-хранилище обычно не монтировали бы на узле, поскольку он был бы слишком большим, чтобы уместиться на узле, и, таким образом, такие резервуары-хранилища обычно изготавливали бы на месте. Было бы предпочтительно, несомненно, чтобы резервуар-хранилище также был оснащен насосами, а также, необязательно, можно оснащать другими требуемыми вспомогательными средствами. Специалистам в области техники хорошо известно любое оборудование, вспомогательные системы, материалы и подобное, которые могут понадобиться, чтобы устанавливать, эксплуатировать и содержать в исправности такой резервуар-хранилище для использованного и/или свежего рабочего раствора, а также связанных рабочих условиях. Альтернативно, будет также возможно подключать один или более передвижной резервуар-хранилище или контейнеры для жидкостей, например, автоцистерну или грузовой вагон, оборудованный для безопасной транспортировки больших количеств промышленных жидкостей.

Аналогично, как описано выше, для оборудования анализа вместо обеспечения отдельного модуля, смонтированного на узле, включающего в себя одно или более средств для функционирования смонтированных в узле модулей установки АО-способа, но который может быть предусмотрен при желании, предусматривается, чтобы аппаратура управления и эксплуатации, материалы и вспомогательные системы были в виде передвижного вагончика. Специалистам в области техники хорошо известно любое оборудование, вспомогательные системы, материалы и подобное, которые могут понадобиться, чтобы устанавливать, эксплуатировать и содержать в исправности такие средства эксплуатации и управления установки АО-способа.

Необязательно, смонтированные в узел модули, использованные в контексте настоящего изобретения, могут быть укомплектованы и/или пополнены дополнительными внутренними инженерными сетями, включающими в себя одно или более средств для обеспечения сетей и/или другого вспомогательного оборудования, обычно использующихся в способе автоокисления по мере целесообразности.

В вариантах осуществления установки для получения (водных растворов) пероксида водорода способом автоокисления (АО-способом) согласно настоящему изобретению, гидрогенизационный узел 1 обычно включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из гидрогенизатора, водородного рециркуляционного компрессора, катализаторного фильтра, питающего резервуара устройства для окисления, подающего насоса устройства для окисления и защитного слоя катализатора.

В настоящем описании значение терминов, использованных для упомянутых единиц оборудования гидрогенизационного узла и функционирования такого оборудования и сетей, использованных в настоящем описании, а также для связанных вспомогательных систем, хорошо известно специалистам в области техники.

Например, гидрогенизатор понимают как реактор или реакторную систему (гидрогенизационный блок) для гидрогенизации рабочего раствора в присутствии катализатора, притом упомянутый рабочий раствор содержит, по меньшей мере, один антрахинон, обычно алкилантрахинон, растворенный, по меньшей мере, в одном органическом растворителе для получения, по меньшей мере, одного соответствующего антрагидрохинонового соединения, обычно алкилантрагидрохинонового соединения. Рядом с этим основным компонентом гидрогенизационный узел может заключать в себе водородный рециркуляционный компрессор, а также катализаторный фильтр, чтобы исключить перемещение потенциально стираемого катализатора в устройство для окисления, резервуар подачи окислителя, насос подачи окислителя и слой защиты катализатора, как показано на фигуре 1.

Гидрогенизация в гидрогенизаторе может осуществляться обычным способом с типичным катализатором гидрогенизации, пригодным для процесса производства пероксида водорода АО-способом Риделя-Пфляйдерера (Riedel-Pfleiderer) и его вариантами. Типичные катализаторы гидрогенизации, известные для антрахинонового циклического процесса могут быть использованы как катализаторы на этапе гидрогенизации, например, такие как катализаторы на основе благородных металлов, содержащие один или более благородных металлов из семейства Pd, Pt, Ir, Rh и Ru. Катализаторы, известные для антрахинонового циклического процесса могут быть в виде неподвижного слоя катализаторов или в форме суспендированных катализаторов, причем суспендированные катализаторы, которые возможно использовать и в виде катализатора без носителя, например, палладиевая чернь или никель Ренея, и в виде суспендированного катализатора на носителе. Хотя могут быть известны другие каталитические металлы, для осуществления изобретения было найдено, что катализатор гидрогенизации должен предпочтительно содержать палладий (Pd), как каталитический металл, предпочтительно в сочетании с серебром (Ад), и что такие катализаторы должны использоваться на этапе гидрогенизации. Палладиевые и палладий/серебряные катализаторы известны обыкновенным специалистам в данной области техники, и Pd, а также Pd/Ag-катализаторы, оптимизированные для АО-способа, описаны в существующем уровне техники. В качестве примера для типичного состава Pd/Ag-катализатора гидрогенизации ссылка сделана на WO 98/15350 (компания Solvay Interox), которая описывает состав Pd/Ag-катализатора - 0,5-2,5% по весу Pd и 0,5-2,5% по весу Ag, и который используют в процессе для производства пероксида водорода антрахиноновым способом.

Гидрогенизатор может эксплуатироваться с неподвижным слоем катализатора Pd/Ag комбинации, как каталитического металла. В альтернативном варианте гидрогенизатор может также функционировать с катализаторной суспензией. Неподвижный слой катализатора обычно состоит из прокладки из твердых частиц катализатора гидрогенизации. Вообще желательно, чтобы средний диаметр этих частиц был в интервале от примерно 0,2 до 10 мм. В предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению гранулы катализатора в неподвижном слое имеют средний диаметр частицы от 1 до 5 мм. Предпочтительно, катализатор из комбинации Pd/Ag показывает высокую начальную эффективность и долговременную стабильность, перевешивая более высокие затраты по сравнению с каталитической суспензией. Производительности могут быть улучшены и/или затраты (носитель/производство) можно уменьшать путем использования частиц меньших размеров (например, 1-2 мм).

В вариантах осуществления установки для получения (водных растворов) пероксида водорода способом автоокисления (АО-способ) согласно настоящему изобретению узел 2 устройства для окисления обычно включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из питающего кулера устройства для окисления, устройства для окисления, дегазатора, подающего насоса экстракции, конденсатора отходящего газа и влагоуловителя отходящего газа. В этом описании значение терминов, использованных в настоящем описании для упомянутых единиц оборудования узла устройства для окисления и функционирования в нем такого оборудования и сетей, а также для связанных вспомогательных сетей, хорошо известно специалистам в области техники.

Например, устройство для окисления понимают как реактор или реакторную систему (окислительный блок) для окисления упомянутого, по меньшей мере, одного антрагидрохинонового соединения, обычно алкилантрагидрохинонового соединения, получающегося из гидрогенизатора, кислородом или кислородсодержащим газом обратно в соответствующий антрагидрохинон, обычно алкилантрагидрохиноновое соединение, и таким образом получать пероксид водорода.

Этап окисления в устройстве для окисления следует за предыдущим этапом гидрогенизации рабочего соединения, растворенного в рабочем растворе. На этапе окисления гидрогенизированные рабочие соединения, т.е. алкилгидроантрахиноны, окисляются с использованием кислорода, воздуха, обогащенного кислородом воздуха или кислородсодержащего соединения, для того чтобы получить пероксид водорода и возобновить рабочее соединение в его первоначальной форме. Окисление может иметь место обычным способом, как известно для АО-процесса. Для окисления могут быть использованы обычные типы окислительного реактора, известные для антрахинонового циклического процесса. Часто используются барботажные реакторы, посредством которых кислородсодержащий газ и рабочий раствор проходят параллельно или в противоположных направлениях. Барботажные реакторы могут быть свободны от внутренних устройств или предпочтительно содержать внутренние устройства в виде прослойки или ситчатых тарелок. Окисление может осуществляться при температуре в интервале от 30 до 70°С, особенно при 40-60°С. Окисление обычно осуществляют с избытком кислорода, так что предпочтительно свыше 90%, особенно свыше 95% алкилантрагидрохинонов, содержащихся в рабочем растворе в гидрохиноновой форме, превращаются в хиноновую форму. Например, окисление может осуществляться в реакторе любого типа, например, окисление может осуществляться в окислительном реакторе любого типа, например, таком как химический проточный реактор с мешалкой (CSTR - continuous stirred tank reactor), но могут быть тоже использованы другие виды окислительных реакторов. Окислительный реактор предпочтительно имеет преимуществом то, что является (очень) компактным и показывающим хорошие эксплуатационные характеристики, например, с точки зрения селективности и производительности. Необязательно, окислительный реактор мог быть подвергнут воздействию для защиты от коррозии перед установлением его в производство и/или во время производства. Принимая во внимание, что экстракция следует за окислением, добавление воды может быть уже выгодным на этапе окисления мини-АО-способа.

Пероксид водорода, полученный на этапе окисления в устройстве для окисления, тогда удаляли из рабочего раствора, типично экстракцией водой, и остающийся рабочий раствор, содержащий алкилгидрохиноны в их первоначальной форме, предпочтительно возвращают на этап гидрогенизации, чтобы опять осуществлять процесс. Следовательно, в этом предпочтительном варианте осуществления, процесс является замкнутым процессом. В вариантах осуществления установки для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом) согласно настоящему изобретению, экстракционный узел 5 для средств, чтобы экстрагировать пероксид водорода, обычно включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из кулера, коагулятора и подающего насоса гидрогенизатора, и, необязательно, экстракционной колонны, и/или соединяемых с экстракционной колонной. В зависимости от размера и мощности модульной установки АО-способа экстракционный узел 5 может иметь экстракционную колонну меньшего размера, и/или альтернативно, соединяемую, по меньшей мере, с одной, в частности, большего размера, экстракционной колонной. Обычно, экстракционная колонна будет слишком большой, чтобы уместиться в экстракционном узле 5, и в этом случае узел 5 будет нести только вспомогательные средства для экстракции пероксида водорода, но будет соединяться, по меньшей мере, с одной экстракционной колонной. В этом описании значение терминов, использованных для упомянутых единиц оборудования для экстракционного узла и функционирования используемого в нем такого оборудования и сетей, хорошо известно специалистам в области техники, а также для связанных вспомогательных систем.

Экстракционную колонну понимают, как систему для экстрагирования пероксида водорода, который образуется в устройстве для окисления, водой из рабочего раствора, чтобы получить в результате необработанный раствор пероксида водорода. Коагулятор понимают как технологическое устройство, осуществляющее коагуляцию. Коагулятор первоначально используют для разделения эмульсий на ее компоненты посредством различных способов, и функционирует в противоположность эмульгатору.

В вариантах осуществления установки для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом) согласно настоящему изобретению, необязательный узел 3 компрессора технологического воздуха обычно включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из компрессорной установки технологического воздуха, всасывающего воздушного фильтра, конденсатора добавочного охладителя. В этом описании значение терминов, использованных для упомянутых единиц оборудования узла компрессора технологического воздуха и функционирования там такого оборудования и сетей, хорошо известно специалистам в области техники, также связанные вспомогательные системы.

В вариантах осуществления установки для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода способом автоокисления (АО-способом) согласно настоящему изобретению, необязательный узел 4 блока рекуперации растворителя обычно включает в себя, по меньшей мере, одну или несколько единиц оборудования, выбранных из группы из установки для адсорбции активированным углем, конденсатор рекуперации, декантатор растворитель/вода, возвратный насос растворителя и возвратный насос воды. В этом описании значение терминов, использованных для упомянутых единиц оборудования узла рекуперации растворителя и функционирования такого оборудования и сетей, использованных в нем, хорошо известно специалистам в области техники, а также для связанных вспомогательных систем.

Специалисты в области техники хорошо знакомы с принципами способа автоокисления (АО-способа) для производства пероксида водорода, например, кроме обычного оборудования, сетей для производства пероксида водорода способом автоокисления, также химизм процесса, ход технологического процесса, анализа и управления и обращения с пероксидводородным продуктом, а также связанные вспомогательные процессы, хорошо известны специалистам в области техники. Следовательно, специалисты в области способа автоокисления (АО-способа) для производства пероксида водорода могут легко осуществлять такой АО-способ в модульной установке согласно изобретению. Это значит, что также в модульной установке согласно настоящему изобретению, как описано выше, на первом этапе рабочее соединение, например антрахинон, в частности, алкилантрахинон, который растворяется в растворителе (например, вместе называемым рабочим раствором), гидрогенизируется элементарным водородом в присутствии катализатора. После гидрогенизации рабочего раствора, растворенного в рабочем растворе, следующим этапом способа циклического мини-АО-способа является этап окисления. На этапе окисления гидрогенизированные рабочие соединения, т.е. алкил гидроантрахиноны, окисляются с использованием кислорода, воздуха, обогащенного кислородом воздуха, или пригодного кислородсодержащего соединения, для того чтобы получить пероксид водорода и восстановить рабочее соединение в его первоначальной форме. Пероксид водорода, полученный на этапе окисления, затем удаляют из рабочего раствора типично экстракцией водой, а остающийся рабочий раствор, содержащий алкилантрахиноны в их первоначальной форме, возвращают обратно на этап гидрогенизации, чтобы опять начинать процесс.

Как уже упомянуто выше, что в зависимости от типа окислительного реагента, модульная установка согласно настоящему изобретению может включать в себя все из узлов 1-6 или те, которые альтернативно узлам 3 (узел компрессора технологического воздуха) и 4 (узел рекуперации растворителя) были бы бесполезными, если "кислород" или "чистый кислород" использовали бы как окислительный реагент.

Таким образом, в варианте осуществления изобретения, например в случае использования воздуха, обогащенного кислородом воздуха или кислорода с чистотой менее чем 90% об. кислорода, изобретение подходит к установке для получения водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), включающем в себя кислород из блока подачи воздуха, используемого для подачи кислорода в устройство для окисления в узле 2, и дополнительно включающей в себя, по меньшей мере, один модуль, смонтированный на узле, выбранный из группы, состоящей из

- смонтированного на узле модуля, включающего в себя, по меньшей мере, один гидрогенизатор (гидрогенизационный реактор) для гидрогенизации антрахинона в рабочем растворе, обозначенный как узел 1 (гидрогенизационный узел);

- модуля, смонтированного на узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно устройство для окисления (окислительный реактор), чтобы окислять гидрогенизированный антрахинон кислородом с образованием пероксида водорода, обозначенного как узел 2 (окислительный узел);

- модуля, смонтированного на узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для сжатия воздуха (компрессор технологического воздуха), обозначенного как узел 3 (узел компрессора технологического воздуха), для подачи воздуха, в частности, кислорода из воздуха, в устройство окисления в блоке 2, и включающего в себя дополнительно модуль, смонтированный на узле, включающий в себя, по меньшей мере, одно средство для возвращения обратно растворителя (блок рекуперации

растворителя), обозначенного как узел 4 (узел блока рекуперации растворителя);

- модуля, смонтированного на узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для экстрагирования пероксида водорода из рабочего раствора (экстракционный блок), обозначенного как узел 5 (экстракционный узел);

- модуля, смонтированного на узле, обозначенного как узел 6, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для поставки раствора пероксида водорода к месту использования и/или необязательно к резервуару-хранилищу необязательно с дополнительным средством для корректирования концентрации пероксида водорода.

Необязательно, также в этом варианте изобретения, смонтированные в узле модули, использованные в контексте настоящего изобретения, могут быть укомплектованы и дополнены сетями, включающими в себя одно или более средств для обеспечения вспомогательных систем и/или сетей, обычно использующихся в процессе автоокисления при необходимости.

В другом варианте осуществления, например, в случае использования "кислорода" или "чистого кислорода, например кислорода с чистотой, по меньшей мере, 90% об., изобретение подходит к установке для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), включающем в себя блок питания "чистым" кислородом, используемом для подачи кислорода в устройство для окисления в узле 2, и дополнительно включающее в себя, по меньшей мере, один модуль, смонтированный на узле, выбранный из группы, состоящей из

- модуля, смонтированного на узле, включающего в себя, по меньшей мере, один гидрогенизатор (гидрогенизационный реактор) для гидрогенизации антрахинона в рабочем растворе, обозначенный как узел 1 (гидрогенизационный узел);

- модуля, смонтированного на узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно устройство для окисления (окислительный реактор), чтобы окислять гидрогенизированный антрахинон кислородом с образованием пероксида водорода, обозначенного как узел 2 (окислительный узел);

- модуля, смонтированного на узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для экстрагирования пероксида водорода из рабочего раствора (экстракционный блок), обозначенного как узел 5 (экстракционный узел);

- модуля, смонтированного на узле, обозначенного как узел 6, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для поставки раствора пероксида водорода к месту использования и/или необязательно к резервуару-хранилищу, необязательно с дополнительным средством для корректирования концентрации пероксида водорода.

Необязательно, также в этом варианте изобретения, смонтированные в узле модули, используемые в контексте настоящего изобретения, могут быть укомплектованы и/или дополнены дополнительным оборудованием, включающим в себя одно или более средств для обеспечения дополнительными вспомогательными системами и/или сетями, обычно использующихся в процессе автоокисления, при необходимости.

Варианты осуществления настоящего изобретения, касающиеся модульной концепции установки или модульного конструктивного исполнения для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), являются особенно пригодными, чтобы быть реализованными как технологическое предприятие по производству пероксида водорода, которое предпочтительно расположено в местоположении потребителя или базовом местоположении, где пероксид водорода расходуется в производственном процессе на местоположении потребителя или базовом, и до такой степени модульная установка согласно настоящему изобретению отличается от обычных крупно-мегамасштабных установок для получения пероксида водорода, которые являются обычно пероксидводородными установками, предусматривающими объем выпуска, по меньшей мере, 30 килотонн в год, и обычней, по меньшей мере, 40 килотонн/год.

По сравнению с обычными крупномасштабными пероксидводородными производственными установками модульная установка согласно изобретению упрощена и автоматизирована как можно больше, чтобы она была легко и безопасно эксплуатируемой и дистанционно управляемой, такой, что работает стабильно при непрерывной эксплуатации, ближайшей к или на месте эксплуатации у конечного пользователя или в месторасположении промышленного применения пероксида водорода потребителем, и такой, что может содержаться в надлежащем состоянии и технически обслуживаться с минимальными потребностями на месте (например, в местоположении потребителя) технического и/или физического вмешательства.

Неожиданно было обнаружено, что такая модульная установка для производства пероксида водорода, ближайшая к или в месторасположении потребителя, использующего пероксид водорода ("базовое место") может быть достигнуто, если модульное конструктивное исполнение установки и АО-процесс там является соразмерным мало-среднемасштабному объему выпуска пероксида водорода. Таким образом, модульная установка по изобретению является особенно пригодной для производства пероксида водорода АО-способом мало-среднемасштабным объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 20 килотонн в год (кт/год), т.е. максимум 20 кт/год. Предпочтительно, модульная установка по изобретению конструктивно исполнена для получения пероксида водорода вплоть до 15 килотонн в год (кт/год), а более предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 10 килотонн в год (кт/год). Сокращение "кт/год" в контексте настоящего изобретения означает величину килотонн в год и относится к метрическим тоннам. К тому же, упомянутый технологический масштаб мало-среднемасштабного получения пероксида водорода будет называться далее как (модульная) "мини-АО-установка" и (модульный) "мини-АО-способ", соответственно.

Следовательно, в предпочтительном варианте осуществления изобретение подходит к установке для получения пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), в котором гидрогенизационный узел 1, окислительный узел 2 и экстракционный узел 5 вместе с любым необязательным узлом конструктивно исполнены как модульная реакторная система, предпочтительно как компактная модульная система, которая конфигурирована, чтобы действовать как мало-среднемасштабный АО-способ с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 20 килотонн в год (кт/год), предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 15 килотонн в год, и более предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 10 килотонн в год (кт/год).

Другим преимуществом (модульной) "мини-АО-установки" согласно настоящему изобретению является то, что модульная установка может быть конструктивно исполнена с или, в частности, без блока возвращения в исходное состояние, например, без постоянного блока возвращения в исходное состояние, которая является обычно обязательной в установках с крупно-сверхмасштабным объемом выпуска пероксида водорода.

Следовательно, дополнительный вариант осуществления изобретения относится к установке для получения пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), в которой гидрогенизационный узел 1, окислительный узел 2 и экстракционный узел 5 вместе с любым необязательным узлом конструктивно исполнены как модульная реакторная система, предпочтительно как компактная модульная система, которая конфигурирована, чтобы действовать без блока возвращения в исходное состояние (регенерации), предпочтительно конфигурирована, чтобы действовать без постоянного блока возвращения в исходное состояние (регенерации), и в которой рабочий раствор и/или катализатор заменяют и/или обрабатывают для регенерации или реактивации только время от времени или периодически с низкой частотой, как определено ниже.

Предпочтительно, в этом варианте изобретения без (регенерационного) блока возвращения в исходное состояние, в частности, без постоянного блока возвращения в исходное состояние, модульная реакторная система также конфигурирована для функционирования как мало-среднемасштабного АО-способа с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 20 килотонн в год, предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 15 килотонн в год, и более предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 10 килотонн в год. Любая из приведенных минимальных и/или максимальных величин для объема выпуска или любого из ранее приведенных интервалов для объема выпуска применимы и сочетаемы с этим вариантом изобретения без (постоянного) (регенерационного) блока возвращения в исходное состояние.

В частности, реакторная система конфигурирована для функционирования без (постоянной) (регенерационной) установки возвращения в исходное состояние для непрерывного или постоянного возвращения в исходное состояние рабочего раствора. Только замена время от времени или периодически и/или обрабатывание для регенерации или для реактивации рабочего раствора и/или катализатора следует осуществлять только с низкой частотой, например, только после периодов определенной продолжительности, например, в несколько недель или месяцев. Предпочтительно, рабочий раствор и/или катализатор заменяются и/или обрабатываются для регенерации или реактивации только время от времени, или периодически с низкой частотой, только с периодами примерно в месяц, предпочтительно только после периодов, по меньшей мере, в 3 месяца в контуре АО-процесса. Реакторная система является предпочтительно почти полностью закрытой, например, означая то, что только минимум необходимых входов и выходов предусмотрен для осуществления АО-циклического процесса гидрогенизации, окисления и экстракции водного пероксидводородного продукта.

Модульная установка согласно изобретению является очень пригодной для осуществления мини-АО-процесса для производства пероксида водорода, которая автоматизирована до такой степени, что она может функционировать так, что требуются очень маленькое внимание и техническая поддержка, в частности, что касается возвращения к исходному состоянию рабочего раствора и/или регенерации катализатора гидрогенизации. Модульная установка согласно изобретению предусматривает мини-АО-способ для производства пероксида водорода, который должен функционировать так, что рабочий раствор и/или катализатор только время от времени или периодически с низкой частотой, как описано выше, заменяют или обрабатывают для регенерации или реактивации. Этот аспект изобретения называется как "время от времени", "периодическое" или "с низкой частотой", возвращение к исходному состоянию и/или регенерация. Таким образом, в противоположность обычным установкам для промышленного производства пероксида водорода, которые включают в себя постоянный блок возвращения для непрерывного возвращения в исходное состояние рабочего раствора во время АО-процесса, модульная установка согласно настоящему изобретению предпочтительно упрощена без необходимости заключать в себе такой постоянный блок возвращения. Следовательно, при осуществлении АО-способа в модульной установке согласно настоящему изобретению рабочий раствор возвращают в исходное состояние и/или катализатор регенерируют только время от времени или периодически с низкой частотой, например, в момент времени, когда получение заранее заданного количества пероксида водорода достигнуто, когда экономическая эффективность производства падает ниже заранее заданной пороговой величины минимально требуемой экономической эффективности производства, и/или когда количество побочных продуктов превышает определенное заранее заданное количество. Таким образом, при использовании модульной установки согласно настоящему изобретению для производства пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, рабочий раствор обычно заменяют свежим рабочим раствором или регенерированным рабочим раствором, например, рабочим раствором, отведенным из реакторной системы и обработанным для возвращения в исходное состояние перед повторным наполнением реактора упомянутым регенерированным раствором, только время от времени, когда имеет место прежде упомянутое событие.

Рабочий раствор затем регенерируют в отдельном оборудовании для возвращения в исходное состояние рабочих соединений, содержащихся в рабочем растворе. Это возвращение в исходное состояние рабочего раствора может быть осуществлено, например, в другом месте, в оборудовании другой пероксидводородной производственной установки, например, в соответствующем регенерационном оборудовании подобной или предпочтительно более масштабной пероксидводородной производственной установки. Альтернативно, рабочий раствор может быть регенерирован в отдельном передвижном регенерационном оборудовании для возвращения в исходное состояние рабочих соединений, содержащихся в рабочем растворе, например, в передвижной регенерационной установке, которую используют по требованию или при необходимости в ряде различных мест, где осуществляют малый-средний пероксидводородный производственный процесс согласно АО-способу. Другим вариантом является время от времени или периодически осуществлять регенерацию рабочего раствора в особых условиях на основном оборудовании мало-среднемасштабного пероксидводородного производственного процесса согласно самому АО-способу.

Обычно, в модульной установке по изобретению мини-АО-способ для производства пероксида водорода может осуществляться такой, что рабочий раствор и/или катализатор заменяют только периодически для регенерации или реактивации, например, АО-способ может эксплуатироваться в модульной установке по изобретению в течение периодов в несколько недель, предпочтительно месяцев без замены рабочего раствора для регенерации (возвращения в исходное состояние) или реактивации катализатора. Периодическая замена рабочего раствора и катализатора не зависят друг от друга, но оба могут разумно заменяться в одно и то же время или в разное время или после одних и тех же или разных периодов функционирования. Предпочтительно, возвращение в исходное состояние является только осуществляемым время от времени после периода непрерывного функционирования модульной реакторной системы (модульной установки), по меньшей мере, в 3 месяца, например, рабочий раствор обычно заменяют свежим рабочим раствором или регенерированным рабочим раствором, например, рабочим раствором, отведенным из модульной реакторной системы, и обработанным для возвращения в исходное состояние перед повторным заполнением модульной реакторной системы упомянутым регенерированным раствором только после периодов, по меньшей мере, в 3 месяца функционирования в контуре АО-способа.

Например, вариант настоящего изобретения относится к модульной установке, в которой гидрогенизационный узел 1, окислительный узел 2 и экстракционный узел 5 вместе с любым необязательным узлом конструктивно исполнены как модульная реакторная система, предпочтительно как компактная модульная система, установке, которая конфигурирована, чтобы функционировать без (регенерационной) установки возвращения к исходному состоянию, предпочтительно конфигурирована, чтобы функционировать без постоянной (регенерационного) блока возвращения к исходному состоянию, притом рабочий раствор и/или катализатор заменяют и/или обрабатывают для регенерации или реактивации только время от времени или периодически после периодов, по меньшей мере, в 3 месяца в контуре этапов АО-способа

(a) гидрогенизации рабочего раствора в гидрогенизационном узле 1 (гидрогенизаторе) в присутствии катализатора, притом упомянутый рабочий раствор содержит, по меньшей мере, один алкилантрахинон, растворенный, по меньшей мере, в одном органическом растворителе, чтобы получить, по меньшей мере, один соответствующий алкилантрагидрохиноновое соединение; и

(b) окисления упомянутого, по меньшей мере, одного алкилантрагидрохинонового соединения в окислительном блоке 2 (устройстве для окисления), чтобы получить пероксид водорода; и

(c) экстрагирования пероксида водорода, образовавшегося в окислительном блоке 2 в экстракционном узле 5.

В частности, этот вариант модульной установки конфигурирован, чтобы функционировать без (регенерационного) блока возвращения в исходное состояние, предпочтительно конфигурирован без постоянной (регенерационной) установки возвращения в исходное состояние, как мало-среднемасштабный АО-способ с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 20 килотонн в год, предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 15 килотонн в год, и более предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 10 килотонн в год; и в очень предпочтительных вариантах осуществления любые из приведенных выше максимальных величин для объема выпуска применимы и совместимы с этим вариантом изобретения без постоянного (регенерационного) блока возвращения в исходное состояние.

В зависимости от типа рабочего раствора и/или катализатора, а также конкретного конструктивного исполнения и мощности модульной мини-АО-установки, мини-АО-способ может быть так надежен, что он может эксплуатироваться в модульной установке по изобретению даже для периодов времени отдельно, по меньшей мере, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или 12 месяцев без замены рабочего раствора для регенерации (возвращения в исходное состояние) или реактивации катализатора. Согласно этому варианту изобретения рабочий раствор и/или катализатор (содержащийся там с целью получения пероксида водорода АО-способом) заменяют и/или обрабатывают для регенерации или реактивации только периодически после периодов, по меньшей мере, в 6 месяцев, предпочтительно, по меньшей мере, в 9 месяцев, и более предпочтительно, по меньшей мере, в 12 месяцев.

Например, обычно, на практике непрерывный рабочий период может быть по отдельности от 3-4 месяца, 3-5 месяцев, 3-6 месяцев, 3-7 месяцев, 3-8 месяцев, 9 месяцев, 3-10 месяцев, 3-11 месяцев, 3-12 месяцев; 4-5 месяцев, 4-6 месяцев, 4-7 месяцев, 4-8 месяцев, 4-9 месяцев, 4-10 месяцев, 4-11 месяцев, 4-12 месяцев; 5-6 месяцев, 5-7 месяцев, 5-8 месяцев, 5-9 месяцев, 5-10 месяцев, 5-11 месяцев, 5-12 месяцев; 6-7 месяцев, 6-8 месяцев, 6-9 месяцев, 6-10 месяцев, 6-11 месяцев, 6-12 месяцев; 7-8 месяцев, 7-9 месяцев, 7-10 месяцев, 7-11 месяцев, 7-12 месяцев; 8-9 месяцев, 8-10 месяцев, 8-11 месяцев, 8-12 месяцев; 9-10 месяцев, 9-11 месяцев, 9-12 месяцев; 10-11 месяцев, 10-12 месяцев или 11-12 месяцев.

Согласно дополнительному аспекту изобретения технически, эксплуатационно и экономически очень пригодное и гибкое, необязательно также дистанционно управляемое, промышленное модульное конструктивное исполнение установки описано относительно мало-среднемасштабного объема выпуска пероксида водорода, в котором модульная установка "мини-АО-способа" может эксплуатироваться с максимальным объемом выпуска вплоть до 20 кт/год. Предпочтительно модульное конструктивное исполнение установки подбирают по размеру к мини-АО-способу с даже еще более низким максимальным объемом выпуска вплоть до 15 кт/год (килотонн в год). Обычно модульное конструктивное исполнение установки согласно изобретению подбирается по размеру для функционирования установки мини-АО-способа с объемом выпуска 2-15 кт/год. Любая из прежде приведенных минимальных и/или максимальных величин для объема выпуска или любой из прежде приведенных интервалов для объема выпуска применимы и сочетаемы с вариантом изобретения без (постоянной) (регенерационной) установки возвращения в исходное состояние.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение, следовательно, относится к модульной установке для получения пероксида водорода, особенно растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), в которой гидрогенизационный узел 1, окислительный узел 2 и экстракционный узел 5 вместе с любым необязательным узлом конструктивно исполнены как модульная реакторная система, предпочтительно как компактная модульная реакторная система, которая конфигурирована для функционирования как мало-среднемасштабная установка АО-способа с объемом выпуска пероксида водорода в интервале 2-15 кт/год, предпочтительно в интервале 2-10 кт/год.

В более предпочтительной разновидности этого варианта осуществления изобретения модульная установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом) отличается тем, что гидрогенизационный узел 1, окислительный узел 2 и экстракционный узел 5 вместе с любым необязательным узлом конструктивно исполнены как модульная реакторная система, предпочтительно как компактная модульная реакторная система, которая конфигурирована для функционирования как мало-среднемасштабная установка АО-способа с объемом выпуска пероксида водорода в любом интервале, выбранном из 2-3 кт/год, 3-5 кт/год, 5-7,5 кт/год, 7,5-10 кт/год, 10-12,5 кт/год или 12,5-15 кт/год, предпочтительно в любом интервале, выбранном из 2-3 кт/год, 3-5 кт/год, 5-7,5 кт/год или 7,5-10 кт/год.

Например, модульная установка для получения (водных) (растворов) пероксида водорода способом автоокисления (АО-способом) может быть конструктивно исполнена так, что гидрогенизационный узел 1, окислительный узел 2 и экстракционный узел 5 вместе с любым необязательным узлом, как, в частности, модульная реакторная система, может быть конфигурирована для функционирования как мало-среднемасштабная установка АО-способа с объемом выпуска в гибком смысле для всевозможных других интервалов в рамках упомянутого объема производительности, например, для обеспечения производительности, которая лучше всего подходит к местным потребностям, где функционирует способ. Таким образом, в качестве примера и без ограничения, возможные интервалы производительности составляют 2-5 кт/год, 2-6 кт/год, 2-7 кт/год, 2-8 кт/год, 2-9 кт/год, 2-10 кт/год, 2-11 кт/год, 2-12 кт/год, 2-13 кт/год, 2-14 кт/год, 2-15 кт/год; 3-б кт/год, 3-7 кт/год, 3-8 кт/год, 3-9 кт/год, 3-10 кт/год, 3-11 кт/год, 3-12 кт/год, 3-13 кт/год, 3-14 кт/год, 3-15 кт/год; 4-6 кт/год, 4-7 кт/год, 4-8 кт/год, 4-9 кт/год, 4-10 кт/год, 4-11 кт/год, 4-12 кт/год, 4-13 кт/год, 4-14 кт/год, 4-15 кт/год; 5-6 кт/год, 5-7 кт/год, 5-8 кт/год, 5-9 кт/год, 5-10 кт/год, 5-11 кт/год, 5-12 кт/год, 5-13 кт/год, 5-14 кт/год, 5-15 кт/год; 6-7 кт/год, 6-8 кт/год, 6-9 кт/год, 6-10 кт/год, 6-11 кт/год, 6-12 кт/год, 6-13 кт/год, 6-14 кт/год, 6-15 кт/год; 7-8 кт/год, 7-9 кт/год, 7-10 кт/год, 7-11 кт/год, 7-12 кт/год, 7-13 кт/год, 7-14 кт/год, 7-15 кт/год; 8-9 кт/год, 8-10 кт/год, 8-11 кт/год, 8-12 кт/год, 8-13 кт/год, 8-14 кт/год, 8-15 кт/год; 9-10 кт/год, 9-11 кт/год, 9-12 кт/год, 9-13 кт/год, 9-14 кт/год, 9-15 кт/год; 10-11 кт/год, 10-12 кт/год, 10-13 кт/год, 10-14 кт/год, 10-15 кт/год; 11-12 кт/год, 11-13 кт/год, 11-14 кт/год, 11-15 кт/год; 12-13 кт/год, 12-14 кт/год, 12-15 кт/год; 13-14 кт/год, 13-15 кт/год; 14-15 кт/год.

В предпочтительной модульной установке для получения пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом) модульная установка согласно изобретению предусматривает объем выпуска пероксида водорода 2000-10000 метрических тонн в год. Типично, размер установки для производства пероксида водорода зависит от объема выпуска. Например, в рамках предпочтительного конструктивного исполнения интервал между 2 и 10 кт/год установка с производительностью 3 кт/год будет намного меньше, чем установка для 10 кт/год. Следовательно, в более предпочтительно варианте осуществления изобретения, например, по экономическим причинам конструктивное исполнение мини-АО-способа подходит для производства пероксида водорода АО-способом или к мини-АО-установкам с более узкими интервалами производительности, как например, 2-3 кт/год, 3-5 кт/год, 5-7,5 кт/год или 7,5-10 кт/год. Подобным образом, для более высоких производительностей более узкие интервалы также предпочтительны, как например, 10-12,5 кт/год, 12,5-15 кт/год.

Любая из прежде приведенных минимальных и/или максимальных величин для объема выпуска или любого из прежде приведенных интервалов объемов выпуска применимы и сочетаемы с вариантом изобретения без (постоянной) (регенерационной) установки возвращения в исходное состояние.

В еще дополнительном аспекте настоящее изобретение предлагает технически, эксплуатационно и экономически очень пригодное и гибкое промышленное модульное конструктивное исполнение установки для дистанционно управляемого, мало-среднемасштабного объема выпуска пероксида водород, притом реально управлять "мини-АО-способом" и автоматизировать "мини-АО-способом" до такой степени, что она легко и безопасно может эксплуатироваться с помощью дистанционного управления, и такое, что требуется очень маленькое местное внимание и техническое сопровождение. Этот аспект изобретения будет называться в дальнейшем как "дистанционное управление". Этот аспект изобретения сочетается с любым другим вариантом осуществления или разновидностью настоящего изобретения, как описано в настоящем описании.

Таким образом, в этом аспекте настоящее изобретение относится к модульному конструктивному исполнению установки для получения пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), притом один или более из упомянутых узлов 1-6 оснащают одним или более датчиками для мониторинга одного или более параметров АО-процесса в пероксидводородной производственной установке, причем упомянутые датчики связаны с одним или более первых компьютеров в пероксидводородной производственной установке, причем первые компьютеры соединены посредством коммуникационной сети с одним или более вторых компьютеров в помещении управления диспетчерской, которая удалена от пероксидводородной производственной установки, и притом упомянутая диспетчерская дистанционно управляет упомянутой пероксидводородной производственной установкой.

Пульт управления диспетчерской предпочтительно соединяют online с пультом удаленного управления, который может размещаться на другом предприятии. Это позволяет управление несколькими модульными пероксидводородными установками дистанционно из одной диспетчерской. Таким образом, диспетчерская для дистанционного управления модульной пероксидводородной производственной установкой согласно настоящему изобретению может размещаться в любом другом пригодном месте, которое отличается и находится на расстоянии от упомянутой дистанционно управляемой модульной пероксидводородной производственной установки. Обычно, эта диспетчерская будет размещаться или централизована там, где соответствующее компьютерное оборудование может быть встроено и связано с коммуникационной сетью, и где дистанционное управление получением пероксида водорода может быть оптимизировано и поддерживаться более удобным и экономичным способом, чем в самой модульной производственной установке. В таком другом месте получения пероксида вода обычно также доступен служебный персонал, который оптимально обучен и имеет опыт, касающийся производства пероксида водорода АО-способом и способный дистанционно управлять упомянутым удаленным местом производства водорода, и или дистанционно вмешиваться, например, посредством коммуникационной сети или посредством телефонного разговора или e-mail и подобного, или организовывать соответствующее местное вмешательство на дистанционно управляемой модульной пероксидводородной производственной установкой в случае необходимости, например, местным оператором или с помощью направления специализированного и опытного технического обслуживающего служебного персонала или слесарей-ремонтников.

Дистанционное управление является, в частности, очень пригодным для управления одной или более модульными пероксидводородными установками согласно настоящему изобретению, чтобы получить пероксид водорода в малом-среднем масштабе на расстоянии. Следовательно, в варианте аспекта дистанционного управления настоящее изобретение подходит к установке для получения пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), когда диспетчерская, дистанционно управляющая модульной пероксидводородной производственной установкой, размещается в другом месте пероксидводородного производства, отличающейся от упомянутой дистанционно управляемой модульной пероксидводородной производственной установки, предпочтительно в другом месте пероксидводородного производства с объемом выпуска пероксида водорода большего масштаба, чем в упомянутой дистанционно управляемой модульной пероксидводородной установке, и более предпочтительно масштабом объема выпуска пероксида водорода, по меньшей мере, 30 килотонн/год, более предпочтительно, по меньшей мере, 40 килотонн в год в таком месте получения пероксида водорода в большем масштабе.

Датчики на одном или более из узлов или на других вспомогательных средствах обычно являются частью системы мониторинга, обычно используемой в области техники для мониторинга эксплуатации пероксидводородной промышленной установки, которая работает с АО-способом. Следовательно, узлы, которые оснащены одним или более датчиками для мониторинга одного или более параметров АО-процесса, обычно являются таковыми основного АО-процесса, такими как гидрогенизационный блок (гидрогенизатор), окислительная установка (устройство для окисления), а также экстракционный блок (средства для экстрагирования пероксида водорода), или любой другой обязательный или необязательный блок основного АО-способа. Узлы, которые оснащены одним или более датчиками могут также быть любым вспомогательным технологическим блоком, как описано в настоящем описании. Оборудование и/или средства, включенные в производство пероксида водорода согласно АО-способу, например, без ограничения, могут быть одним оборудованием или некоторым количеством оборудования, выбранными из насосных систем, клапанов, труб, емкостей, компрессоров, систем нагревания и охлаждения, выпусков, средств для обеспечения энергией, средств измерения давления, температуры, количества, расхода, плотности, вязкости, каталитической активности, кислотности, чистоты, концентрации, производительности или других технологических параметров, важных для получения пероксида водорода согласно АО-способу. Это могут быть также средства, при необходимости, для мониторинга электрического тока, напряжения и подобного.

Один или более датчиков для мониторинга параметров АО-процесса могут быть любого пригодного типа, а также являются, в частности, теми, которые уже обычно использованы в АО-процессах для управления полным контуром получения пероксида водорода, или любым отдельным или комбинированным этапами АО-способа. В варианте изобретения, эти датчики могут быть теми, как обычно используемые в крупно-мегамасштабных установках и процессах получения водорода. Или в другом варианте датчики могут быть модифицированы или специально приспособлены к мало-среднемасштабной пероксидводородной производственной установке или процессам. В еще одном варианте модульной установки, конструктивно исполненной для мини-АО-способа согласно изобретению, может быть включена пригодная комбинация этих обычно используемых в используемом в крупно-мегамасштабном получении водорода и тех модифицированных или специально приспособленных к мало-среднемасштабному получению пероксида водорода.

Один или более датчиков могут подходить и использоваться для мониторинга параметров АО-процесса, например, но без ограничения, такие как давление, температура, количество, расход, плотность, вязкость, каталитическая активность, кислотность, чистота, концентрация, производительность пероксида водорода или другие технологические параметры, важные для получения пероксида водорода по АО-способу. Датчик или комбинация датчиков могут подходить для прямого контроля или измерения параметра, важного для получения пероксида водорода согласно АО-способу, или датчик или комбинация датчиков может косвенно контролировать или измерять другие данные или ряд других данных, и затем рассчитывается параметр, важный для получения пероксида водорода согласно АО-способу, из упомянутых проконтролированных или измеренных данных. К тому же могут быть использованы камера или ряд камер, или другое оптическое оборудование для измерения оптических эффектов вдобавок к наблюдению, измерению и/или обследованию АО-процесса, его оборудования и устройств, или параметров, соответственно.

Таким образом, в этом аспекте изобретения модульная установка для получения водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом) конструктивно исполнена так, что один или более из упомянутых узлов 1-6 оснащены одним или более датчиков для мониторинга одного или более параметров АО-процесса, таких как давление, температура, количество, расход, плотность, вязкость, каталитическая активность, кислотность, чистота, концентрация, производительность пероксида водорода или другие технологические параметры, важные для получения пероксида водорода по АО-способу.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, модульная установка для получения водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом) конструктивно исполнена такой, что один или более узлов 1-6 оснащены безопасным оборудованием или средствами безопасности, чтобы предусмотреть автоматическую безопасную остановку, предпочтительно безопасный PLC (независимый слой защиты) и систему на основе проводного реле для мониторинга и автоматической безопасной остановки (система блокировки)

Другим аспектом настоящего изобретения является обеспечить модульную установку для получения пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), необязательно для дистанционно управляемого АО-процесса для получения пероксида водорода, модульную установку, которая является технически, эксплуатационно и экономически осуществимой и конструктивно исполненной, чтобы функционировать как мало-среднемасштабная пероксидводородная производственная установка предпочтительно на месте использования пероксида водорода потребителем ("базовое" место). Модульная установка для производства пероксида водорода АО-способом согласно изобретению, необязательно при дистанционном управлении, в частности, предусматривает монтаж и эксплуатацию пероксидводородной производственной установки, которая располагается в месте эксплуатации или ближайшем у конечного пользователя или ближайшем к месторасположению потребителя, использующих промышленное применение пероксида водорода. Предпочтительно, этот конечный пользователь или месторасположение потребителя является местом с промышленным применением пероксида водорода, выбранным из целлюлозной и бумажной промышленности или текстильной промышленности, или горнодобывающей промышленности или мест применений относящихся к окружающей среде.

Следовательно, изобретение также подходит к установке для получения пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способом), притом модульная пероксидводородная производственная установка располагается в месте эксплуатации или близком к нему у конечного пользователя или в месторасположении потребителя, использующих пероксид водорода в промышленном применении, предпочтительно в месте эксплуатации или близко у конечного пользователя или месторасположении потребителя с промышленным применением пероксида водорода, выбранным из целлюлозной и бумажной промышленности, или текстильной промышленности, или горнодобывающей промышленности или мест с применениями, относящимся к окружающей среде.

Более того, обычно не требуется дистилляция пероксида водорода, например модульная установка АО-способа для производства пероксида водорода, особенно водных растворов пероксида водорода, не включает в себя дистилляционный блок, а необработанный пероксид водорода низкой концентрации готов к использованию в применении потребителя. Это является преимуществом получения в месте расходования пероксида водорода конечным пользователем (потребителем), потому что модульная установка для АО-способа может исключить дистилляцию, которая обычно осуществляется в крупномасштабных установках для превращения пероксида водорода в более пригодную сконцентрированную форму по транспортным причинам. Например, концентрация пероксида водорода в обычном крупномасштабном процессе составляет обычно 40%, дистиллировали до концентрации от 50% до 70% и транспортировали. Напротив, целью для производства пероксида водорода в модульном АО-способе согласно изобретению является концентрация 10-15% пероксида водорода.

Обычно, модульная установка согласно изобретению для производства пероксида водорода АО-способом, необязательно с дистанционным управлением, особенно подходит для того, чтобы функционировать способом таким, что из экстракционного блока, по меньшей мере, часть водного раствора пероксида водорода поставляют к месту использования, которое является ближайшим к модульной пероксидводородной производственной установке, предпочтительно ближайшей к экстракционному узлу упомянутой модульной пероксидводородной производственной установки. В идеале, в этом варианте модульной пероксидводородной производственной установки согласно изобретению водный раствор пероксида водорода поставляют как водный раствор пероксида водорода, содержащий пероксид водорода предварительно заданной концентрации, которая пригодна для того чтобы использоваться непосредственно в определенном промышленном применении в месте использования.

Таким образом, предложена модульная пероксидводородная производственная установка согласно изобретению для производства пероксида водорода АО-способом может поставлять необработанный раствор пероксида водорода в концентрации готовой для использования. Получающийся необработанный раствор пероксида водорода является легко применимым для его использования в базовом месте, например, в качестве отбеливающего реагента в целлюлозной и бумажной промышленности, или базовом месте текстильной промышленности, или в месторасположении с горнодобывающими и относящимися к окружающей среде применениями. Таким образом, концентрация пероксида водорода в водных растворах, получающихся от этапа экстракции, согласно изобретению могут быть конкретно приспособлена к потребностям конечного пользователя в базовом (вспомогательном) месте, и концентрация может быть в интервале вплоть до 15 процентов, предпочтительно в интервале 2-15% процентов, более предпочтительно 5-15 процентов, и наиболее предпочтительно в интервале 10-15 процентов. Другие пригодные интервалы необработанного раствора пероксида водорода, получающегося от мини-АО-способа согласно изобретению, может быть из 2-5 процентов, 2-6 процентов, 2-7 процентов, 2-8 процентов, 2-9 процентов, 2-10 процентов, 2-11 процентов, 2-12 процентов, 2-13 процентов, 2-14 процентов, 2-15 процентов; 3-6 процентов, 3-7 процентов, 3-8 процентов, 3-9 процентов, 3-10 процентов, 3-11 процентов, 3-12 процентов, 3-13 процентов, 3-14 процентов, 3-15 процентов; 4-6 процентов, 4-7 процентов, 4-8 процентов, 4-9 процентов, 4-10 процентов, 4-11 процентов, 4-12 процентов, 4-13 процентов, 4-14 процентов, 4-15 процентов; 5-6 процентов, 5-7 процентов, 5-8 процентов, 5-9 процентов, 5-10 процентов, 5-11 процентов, 5-12 процентов, 5-13 процентов, 5-14 процентов, 5-15 процентов; 6-7 процентов, 6-8 процентов, 6-9 процентов, 6-10 процентов, 6-11 процентов, 6-12 процентов, 6-13 процентов, 6-14 процентов, 6-15 процентов; 7-8 процентов, 7-9 процентов, 7-10 процентов, 7-11 процентов, 7-12 процентов, 7-13 процентов, 7-14 процентов, 7-15 процентов; 8-9 процентов, 8-10 процентов, 8-11 процентов, 8-12 процентов, 8-13 процентов, 8-14 процентов, 8-15 процентов; 9-10 процентов, 9-11 процентов, 9-12 процентов, 9-13 процентов, 9-14 процентов, 9-15 процентов; 10-11 процентов, 10-12 процентов, 10-13 процентов, 10-14 процентов, 10-15 процентов; 11-12 процентов, 11-13 процентов, 11-14 процентов, 11-15 процентов; 12-13 процентов, 12-14 процентов, 12-15 процентов; 13-14 процентов, 13-15 процентов или 14-15 процентов.

Модульная установка АО-способа, в частности, установка мини-АО-способа по настоящему изобретению может эксплуатироваться как децентрализованная вспомогательная установка центральной головной установки для получения пероксида водорода, в соответствии с чем эта вспомогательная установка может размещаться в любом, даже отдаленном промышленном месте или местоположении конечного пользователя с единственным предварительным условием, что на этом предприятии или вспомогательном месте водород и другие сети легко доступны для мини-АО-способа. Таким образом, установка мини-АО-способа может эксплуатироваться децентрализованным способом, как вспомогательная установка отдаленная, даже далеко удаленная от центральной крупномасштабной головной установки. Следовательно, на вспомогательной установке никакое оборудование или средства не требуются, чтобы непрерывно и одновременно регенерировать (возвращать в исходное состояние) рабочий раствор и/или реактивировать катализатор гидрогенизации во время АО-процесса. Тогда, например, после вышеупомянутых периодов непрерывного функционирования мини-АО-процесса рабочий раствор и/или катализатор забирают из вспомогательной установки и заменяют свежим или возвращенным в исходное состояние рабочим раствором, или катализатор заменяют свежим или реактивированным катализатором, соответственно. Рабочий раствор и/или катализатор забирают из вспомогательной установки, затем транспортируют к центральной головной установке с целью регенерации (возвращения в исходное состояние) или реактивации, соответственно.

Рядом с "основным" оборудованием модульной установки АО-способа согласно изобретению, как описано выше, модульная установка может также включать в себя ряд типичного "вспомогательного" оборудования, (например, контроль кислотности рабочего раствора, техническое средство для водорода, доступное в удаленном/вспомогательном месте). Однако согласно концепции упрощенной, модульной, предпочтительно децентрализованной и/или удаленной вспомогательной установки АО-способа, расположенной в месте у конечного пользователя, вспомогательное оборудование держат как можно в меньшем количестве, как можно более простое, и обычно ограничивают до минимальной потребности для непрерывного функционирования АО-процесса в модульной и/или вспомогательной установке, но надежного и устойчивого за периоды, как указано выше, без слишком многих физических или технических вмешательств в модульную и/или вспомогательную установку в течение указанных периодов.

Такая установка согласно настоящему изобретению, включающая в себя части, собранные в несколько узлов, имеет много преимуществ. Например, узлы могут быть предварительно собраны и испытаны на предприятии; таким образом, они являются "готовым" продуктом и необходимо только установить в месте эксплуатации. Это сохраняет время. Также намного легче демонтировать узлы для технического обслуживания, ремонта или замены узлами, включающими в себя части с такой же функцией, но улучшенных эксплуатационных характеристик, или с более низким или более высоким выходом. Есть также улучшения в безопасности: например, как объяснено выше, не требуются никакая опасная дистилляция пероксида водорода и никакая транспортировка высококонцентрированных растворов пероксида водорода. Производительность установки может быть увеличена в объеме путем добавления модулей. Предпочтительно, узлы имеют размер морского контейнера, таким образом, предусматривая легкую транспортировку модулей.

Часто узловой структурой является окрашенная стальная рама, на которой закреплены все оснастки; они конструктивно исполнены для установки вне помещения. Панели, двери и крыши, если зафиксированы на наружной структуре узла, подразумевают, что внешние размеры узла превышают стандартные размеры морского контейнера. При необходимости такие узлы изготавливают предварительно, а панели, двери и крыша, соответственно, монтируются на узлах на месте (эксплуатации). Узлы могут быть закреплены на существующей бетонной плите, или специальными основаниями или на них.

Преимуществом узлов является, например, то, что они изготовлены с трубопроводами, с проводкой и смонтированными вместе перед заводским испытанием. Предпочтительно, если они вместе конструктивно исполняют такими, что области взаимодействия между узлами сведены к минимуму, и что все части в соответствующем узле являются доступными с целью как можно более легких обслуживания, проверки или ремонта.

Дополнительным преимуществом узлов является аспект безопасности, надежное производство пероксида водорода в течение 24 часов и 7 дней в неделю раствора пероксида водорода с чистотой необработанного, готового для использования.

Как особое преимущество, настоящее изобретение предлагает модульную установку для проведения АО-процесса для производства пероксида водорода, особенно мини-АО-процесса, как описано выше, установку, которая может быть автоматизирована до такой степени, что она может эксплуатироваться с помощью дистанционного управления таким способом, что требует очень мало внимания и технической поддержки на пероксидводородном местоположении, и, следовательно, подходит в качестве пероксидводородной установки, расположенной ближайшей к месторасположению потребителя или у него, или в любом другом "базовом месте".

Модульная мини-АО-установка согласно настоящему изобретению имеет преимуществом то, что она является компактной, поскольку связь оборудования и технологических этапов, которые осуществляются в обычных АО-процессах была исключена или осуществляется теперь на более простом оборудовании, или теперь осуществляется экономически и технически более выполнимым способом дистанционно на удаленной крупно-мегамасштабной установке, которая обеспечивает оптимизированные технические средства и квалифицированный персонал, и откуда, необязательно, также можно дистанционно управлять технологическими параметрами. Следует отметить, что мини-АО-установка согласно настоящему изобретению наиболее предпочтительно не включает в себя блок для (постоянного) возвращения в исходное состояние (регенерации рабочего раствора или блок для реактивации катализатора реактивации. В предпочтительном варианте осуществления, следовательно, упомянутая удаленная крупно-мегамасштабная головная установка должна обеспечивать центральный блок возвращения в исходное состояние и способ для периодической регенерации рабочего раствора и/или технические средства для периодической реактивации катализатора гидрогенизации вспомогательной мини-АО-установки.

Описанная модульная установка АО-способа согласно настоящему изобретению имеет преимуществом то, что она может иметь дело соответственно с конкретными потребностями конечного пользователя, что касается использования растворов пероксида водорода, например, требуемых количеств при заданном времени производства, концентрации и качества пероксида водород, в его собственных производственных процессах, хотя в то же время модульная установка АО-способа согласно изобретению путем сосредоточивания внимания на основных требованиях в местоположении конечного пользователя, требует меньше элементов оборудования, меньше внимания руководства, а также меньше технического обслуживания при сравнении с обычными крупно-мегамасштабными пероксидводородными производственными установками. Таким образом, с настоящим изобретением предлагается эффективная модульная пероксидводородная установка АО-способа, которая экономически осуществима даже при малосредней мощности промышленного производства пероксида водорода. Следовательно, настоящее изобретение создает значительное улучшение над известными способами получения пероксида водорода, и, в частности, водных растворов пероксида водорода, легко пригодных для промышленного применения конечными пользователями.

Хотя изобретение описали со ссылкой на подробности иллюстрированного варианта осуществления, эти подробности не предназначены для ограничения объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

В случае если информация о любых патентах, патентных заявках и публикациях, которые включены здесь в качестве ссылки, входит в противоречие с описанием настоящей заявки в той степени, что может представить термин неясным, то настоящее описание должно иметь приоритет.

1. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, причем способ включает в себя гидрогенизацию антрахинона в рабочем растворе, окисление гидрогенизированного антрахинона кислородом с образованием пероксида водорода и экстрагирование пероксида водорода из рабочего раствора, причем установка включает в себя, по меньшей мере, один модуль, смонтированный на опорном узле, выбранный из группы, состоящей из:

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, один гидрогенизатор для гидрогенизации антрахинона в рабочем растворе, обозначенного как опорный узел 1;

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно устройство для окисления, чтобы окислять гидрогенизированный антрахинон кислородом с образованием пероксида водорода, обозначенного как опорный узел 2;

- необязательно модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно устройство для сжатия воздуха, обозначенного как опорный узел 3, для подачи кислорода, в частности кислорода из воздуха, внутрь устройства для окисления опорного узла 2, и в случае наличия опорного узла 3, дополнительного модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно устройство для извлечения растворителя, обозначенного как опорный узел 4, в частности, если используют кислород из воздуха для подачи кислорода в устройство для окисления опорного узла 2;

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для экстрагирования пероксида водорода из рабочего раствора, обозначенного как опорный узел 5;

- модуля, смонтированного на опорном узле, обозначенного как опорный узел 6, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для поставки раствора пероксида водорода к месту использования и/или, необязательно, к резервуару-хранилищу, необязательно, с дополнительным средством для регулирования концентрации пероксида водорода, причем

гидрогенизационный опорный узел 1 и окислительный опорный узел 2 и экстракционный опорный узел 5 вместе с любым необязательным опорным узлом сконструированы в виде модульной реакторной системы, предпочтительно в виде компактной модульной реакторной системы, которая выполнена с возможностью работы как мало-среднемасштабная установка АО-способа с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 20 килотонн в год, предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 15 килотонн в год, и более предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода вплоть до 10 килотонн в год.

2. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по п. 1, в которой опорный узел 1 гидрогенизации включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из гидрогенизатора, водородного рециркуляционного компрессора, катализаторного фильтра, питающего резервуара устройства для окисления, подающего насоса устройства для окисления и защитного слоя катализатора.

3. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по п. 1, в которой опорный узел 2 устройства для окисления включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из питающего кулера устройства для окисления, устройства для окисления, дегазатора, подающего насоса экстракции, конденсатора отходящего газа и влагоуловителя отходящего газа.

4. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по п. 1, в которой экстракционный опорный узел 5 включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из кулера, коагулятора и подающего насоса гидрогенизатора, и, необязательно, экстракционной колонны, и/или являющимися связанными с экстракционной колонной.

5. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления по п. 1, в которой необязательный опорный узел 3 компрессора технологического воздуха включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из компрессорной установки технологического воздуха, фильтра всасываемого воздуха и конденсатора после кулера.

6. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления по п. 1, в которой необязательный опорный узел 4 блока извлечения растворителя включает в себя, по меньшей мере, одну или более единиц оборудования, выбранных из группы из установки для адсорбции активированным углем, регенерационного конденсатора, декантатора растворитель/вода, возвратного насоса растворителя и возвратного насоса воды.

7. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по любому из пп. 1-6 включает в себя кислород из блока подачи воздуха, используемого для подачи кислорода в устройство для окисления опорного узла 2, и дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один модуль, смонтированный на опорном узле, выбранный из группы, состоящей из

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, один гидрогенизатор для гидрогенизации антрахинона в рабочем растворе, обозначенного как опорный узел 1;

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно устройство для окисления, чтобы окислять гидрогенизированный антрахинон кислородом с образованием пероксида водорода, обозначенного как опорный узел 2;

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для сжатия воздуха, обозначенного как опорный узел 3, для подачи кислорода, в частности, кислорода из воздуха, в устройство окисления опорного узла 2, и включающего в себя дополнительно модуль, смонтированный на опорном узле, включающий в себя, по меньшей мере, одно средство для извлечения растворителя, обозначенного как опорный узел 4;

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для экстракции пероксида водорода из рабочего раствора, обозначенного как опорный узел 5;

- модуля, смонтированного на опорном узле, обозначенного как опорный узел 6, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для поставки раствора пероксида водорода к месту использования и/или, необязательно, к резервуару-хранилищу, необязательно, с дополнительным устройством для регулирования концентрации пероксида водорода.

8. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по любому из пп. 1-4 включает в себя блок подачи кислорода, используемый для подачи кислорода в устройство для окисления блока 2, и дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один модуль, смонтированный на опорном узле, выбранный из группы, состоящей из

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, один гидрогенизатор для гидрогенизации антрахинона в рабочем растворе, обозначенного как опорный узел 1;

- модуля, смонтированного на опорном узле, включающего в себя, по меньшей мере, одно устройство для окисления, чтобы окислять гидрогенизированный антрахинон кислородом с образованием пероксида водорода, обозначенного как опорный узел 2;

- модуля, смонтированного на опорном узле, содержащего, по меньшей мере, одно средство для экстрагирования пероксида водорода из рабочего раствора, обозначенного как опорный узел 5;

- модуля, смонтированного на опорном узле, обозначенного как опорный узел 6, включающего в себя, по меньшей мере, одно средство для поставки раствора пероксида водорода к точке использования и/или, необязательно, к резервуару-хранилищу, необязательно, с дополнительным средством для регулирования концентрации пероксида водорода.

9. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по п. 1, отличающаяся тем, что гидрогенизационный опорный узел 1, окислительный опорный узел 2 и экстракционный опорный узел 5 вместе с любым необязательным опорным узлом сконструированы в виде модульной реакторной системы, предпочтительно в виде компактной модульной реакторной системы, которая выполнена с возможностью работы без опорного узла возврата (регенерации), причем рабочий раствор и/или катализатор заменяют и/или обрабатывают для регенерации или реактивации только время от времени или периодически с низкой частотой, предпочтительно только время от времени или периодически с низкой частотой примерно в несколько недель или месяцев в контуре АО-способа.

10. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по п. 9, отличающаяся тем, что гидрогенизационный опорный узел 1, окислительный опорный узел 2 и экстракционный опорный узел 5 вместе с любым необязательным опорным узлом сконструированы в виде модульной реакторной системы, предпочтительно в виде компактной модульной реакторной системы, которая выполнена с возможностью работы как мало-среднемасштабная установка АО-способа с объемом выпуска пероксида водорода в интервале 2-15 килотонн в год, предпочтительно с объемом выпуска пероксида водорода в пределах 2-10 килотонн в год.

11. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по любому из пп. 9-10, отличающаяся тем, что гидрогенизационный опорный узел 1, окислительный опорный узел 2 и экстракционный опорный узел 5 вместе с любым необязательным опорным узлом сконструированы в виде модульной реакторной системы, предпочтительно в виде компактной модульной реакторной системы, которая выполнена с возможностью работы как мало-среднемасштабная установка АО-способа с объемом выпуска пероксида водорода в любом интервале, выбранном из 2-3 килотонн в год, 3-5 килотонн в год, 5-7,5 килотонн в год, 7,5-10 килотонн в год, 10-12,5 килотонн в год или 12,5-15 килотонн в год, предпочтительно в любом интервале, выбранном из 2-3 килотонн в год, 3-5 килотонн в год, 5-7,5 килотонн в год или 7,5-10 килотонн в год.

12. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что один или более из упомянутых опорных узлов 1-6 оснащают одним или более датчиками для мониторинга одного или более параметров АО-процесса на пероксидводородной производственной установке, причем упомянутые датчики соединены с одним или более первыми компьютерами на пероксидводородной производственной установке, причем упомянутые первые компьютеры связаны посредством коммуникационной сети с одним или более вторыми компьютерами в диспетчерской, удаленной от пероксидводородной производственной установки, и причем упомянутая диспетчерская дистанционно управляет упомянутой пероксидводородной производственной установкой.

13. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления по п. 12, отличающаяся тем, что диспетчерская, дистанционно управляющая пероксидводородной производственной установкой, размещена в другом местоположении производства пероксида водорода, отличающимся от упомянутой дистанционно управляемой пероксидводородной производственной установки, предпочтительно в другом местоположении получения пероксида водорода с более крупным масштабом объема выпуска пероксида водорода, чем в упомянутой дистанционно управляемой пероксидводородной производственной установки, и более предпочтительно с масштабом объема выпуска пероксида водорода, по меньшей мере, 30 килотонн в год, более предпочтительно, по меньшей мере, 40 килотонн в год.

14. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что один или более из упомянутых опорных узлов 1-6 оснащают одним или более датчиками для мониторинга одного или более параметров АО-процесса, таких как давление, температура, количество, расход, плотность, вязкость, каталитическая активность, кислотность, чистота, концентрация, производительность пероксида водорода.

15. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что один или более из упомянутых опорных узлов 1-6 оснащены оборудованием для обеспечения безопасности или средством для обеспечения безопасности, чтобы предусматривать автоматическое безопасное выключение, предпочтительно безопасным PLC (независимый уровень защиты) или проводной системой на основе реле, для мониторинга и автоматического безопасного выключения (система блокировки).

16. Установка для получения пероксида водорода, предпочтительно водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления, по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что пероксидводородная производственная установка размещена ближайшей к или в местоположении конечного пользователя или местоположении потребителя, использующего пероксид водорода в промышленном применении, предпочтительно ближайшем к или в месте эксплуатации конечным пользователем или местоположении потребителя с промышленным применением пероксида водорода, выбранным из целлюлозной и бумажной промышленности или текстильной промышленности, или горнодобывающей промышленности или местах с применениями, относящимися к окружающей среде.